DE102010037649B4 - System for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine, method for operating such a system and internal combustion engine with such a system - Google Patents
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Abstract
System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor, welches bezogen auf eine Brennkammer (2) des Motors (1) eine Zufuhr-Seite (29) für die Zufuhr von Ladeluft mit einer Zufuhrleitung (31) und eine Abfuhr-Seite (30) für die Abfuhr von Abgas mit einer Abfuhrleitung (32) aufweist, wobei das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) mindestens eine erste Abgasrückführung (11) mit einer Rückführungsleitung (16) aufweist, durch die Abgas von der Abfuhr-Seite (30) zur Zufuhrseite (31) rückführbar ist und wobei eine Rückführungsleitung (16) in einem Bereich hinter einem Frischlufteinlass (35) unter Bildung eines Zuflusses von Abgas (18) mit der Zufuhrleitung (31) verbunden ist und wobei die Rückführungsleitung (16) mit der Abfuhrleitung (32) in einem Bereich hinter einer Turbine (6) verbunden ist, und wobei das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (28) eine zweite Abgasrückführung (12) mit einer Rückführungsleitung (17) aufweist, und wobei die erste Abgasrückführung (11) zum Rückführen von Niederdruck-Abgas (25) und die zweite Abgasrückführung (12) zum Rückführen von Hochdruck-Abgas (26) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zufuhrleitung (31) zwischen dem Frischlufteinlass (35) und dem Zufluss von unter niedrigem Druck stehendem Abgas (18) eine steuerbare Drossel (22) zum Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr (9) angeordnet ist, und dass die steuerbare Drossel (22) dazu ausgebildet ist, die Frischluftzufuhr (9) in einem Zustand des Motors (1) zu verschließen, bei welchem eine pro Kolbenhub in einer Brennkammer (2) verbrannte Treibstoffmenge (QFIN) sehr gering oder gleich Null ist.System for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine, which relative to a combustion chamber (2) of the engine (1) has a supply side (29) for the supply of charge air to a supply line (31) and a discharge side (30) for the removal of exhaust gas with a discharge line (32), wherein the system for conducting charge air and exhaust gas (28) at least a first exhaust gas recirculation (11) having a return line (16) through which exhaust gas from the discharge side (30 to the feed side (31) and wherein a return line (16) is connected in a region behind a fresh air inlet (35) to the supply line (31) to form an inlet of exhaust gas (18) and wherein the return line (16) communicates with the Discharge line (32) is connected in an area behind a turbine (6), and wherein the system for conducting charge air and exhaust gas (28) has a second exhaust gas recirculation (12) with a return line (17), and wherein the first Abg As a result, in the supply line (31) between the fresh air inlet (35) and the second exhaust gas recirculation (12) for returning high-pressure exhaust gas (26) are formed Inflow of low-pressure exhaust gas (18) is a controllable throttle (22) for opening or closing the fresh air supply (9) is arranged, and that the controllable throttle (22) is adapted to the fresh air supply (9) in a state of the engine (1) to close, in which a per piston stroke in a combustion chamber (2) burned amount of fuel (QFIN) is very low or equal to zero.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor. Es ist in der Praxis bekannt, Verbrennungsmotoren mit einem System zum Leiten von Ladeluft auszurüsten, um Ladeluft von einem Frischlufteinlass zu einem Motoreinlass zu führen. Die Ladeluft wird ggf. unter Druck in eine Brennkammer des Motors eingeführt und dort zusammen mit einem beigefügten Treibstoff verbrannt. Hierbei entsteht Abgas, das von der Brennkammer durch einen Motorauslass und durch ein System zum Leiten von Abgas zu einem Abgasauslass oder Auspuff abgeführt wird. Es ist ferner bekannt, solche Systeme mit einer Abgasrückführung auszustatten, welche Abgas von einer Abfuhr-Seite des Motors zu einer Zufuhr-Seite zurückführt, wo das Abgas der Ladeluft beigemengt wird. Bisher bekannte Systeme zum Leiten von Ladeluft und Abgas weisen den Nachteil auf, dass bei einem Betriebszustand des Motors, bei welchem nur eine sehr geringe Treibstoffmenge mit großem Sauerstoffüberschuss in der Brennkammer verbrannt wird, das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas mit sauerstoffreichem Gas geflutet wird. Der in der Ladeluft enthaltene Sauerstoffgehalt reduziert sich in der Brennkammer nur geringfügig. Dabei steigt der Sauerstoffgehalt auf der Zufuhr-Seite und auf der Abfuhr-Seite stark an und die Abgasrückführung wird ebenfalls mit einem Gas mit hoher Sauerstoffkonzentration gefüllt.The invention relates to a system for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine. It is known in the art to provide internal combustion engines with a system for conducting charge air to carry charge air from a fresh air inlet to an engine intake. The charge air is possibly introduced under pressure into a combustion chamber of the engine and burned there together with an attached fuel. This produces exhaust gas which is exhausted from the combustion chamber through an engine exhaust and through a system for passing exhaust gas to an exhaust gas outlet or exhaust. It is also known to provide such systems with an exhaust gas recirculation, which recirculates exhaust gas from a discharge side of the engine to a supply side, where the exhaust gas is added to the charge air. Previously known systems for conducting charge air and exhaust gas have the disadvantage that in an operating condition of the engine, in which only a very small amount of fuel is burned with high oxygen excess in the combustion chamber, the system for conducting charge air and exhaust gas is flooded with oxygen-rich gas , The oxygen content contained in the charge air reduces only slightly in the combustion chamber. In this case, the oxygen content on the supply side and on the discharge side increases sharply and the exhaust gas recirculation is also filled with a gas having a high oxygen concentration.
Bei einem Wechsel von einem solchen Betriebszustand mit geringer Treibstoffverbrennung in einen Betriebszustand, bei dem eine größere Menge von Treibstoff in der Brennkammer verbrannt wird, wird somit eine Ladeluft mit relativ hohem Sauerstoffgehalt, die beispielsweise nur aus Frischluft besteht, in die Brennkammer eingeführt. Hierdurch wird nach dem Wechsel des Betriebszustandes von einem treibstoffarmen oder treibstofffreien Betrieb zu einem Betrieb mit höherer Treibstoffverbrennung über einen gewissen Zeitraum hinweg in der Brennkammer ein Abgas mit einer hohen Emissionsrate, insbesondere mit einem hohen Anteil an Stickoxiden (NOx) erzeugt.In a change from such operating state with low fuel combustion in an operating state in which a larger amount of fuel is burned in the combustion chamber, thus a charge air with relatively high oxygen content, which consists for example only of fresh air, introduced into the combustion chamber. As a result, an exhaust gas having a high emission rate, in particular with a high proportion of nitrogen oxides (NOx) is generated after the change of the operating state of a fuel-lean or fuel-free operation to a higher fuel combustion operation over a certain period of time in the combustion chamber.
Die Erzeugung von Stickoxiden hängt maßgeblich von der Höhe des Sauerstoffgehalts in der Ladeluft ab. Je höher der Sauerstoffgehalt ist, desto mehr Stickoxide können in dem Verbrennungsprozess in der Brennkammer entstehen. So ist es bei bekannten Systemen üblich, dass bei einem Wechsel von einem lastfreien Betrieb oder Schubbetrieb des Motors zu einem lastbeaufschlagten Betrieb oder Zugbetrieb eine zeitweilige Überhöhung des Schadstoffausstoßes und insbesondere der Stickoxidemission entsteht.The production of nitrogen oxides depends largely on the level of oxygen content in the charge air. The higher the oxygen content, the more nitrogen oxides can be produced in the combustion process in the combustion chamber. Thus, it is common in known systems that when switching from a load-free operation or coasting operation of the engine to a load-loaded operation or train operation, a temporary increase in pollutant emissions and in particular the nitrogen oxide emission arises.
Aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor aufzuzeigen, mit dem bei einem Wechsel von einem Betriebszustand mit Verbrennung einer sehr geringen Treibstoffmenge zu einem Betriebszustand mit Verbrennung einer größeren Treibstoffmenge der Schadstoffausstoß reduziert wird. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Systems zum Leiten von Ladeluft und Abgas sowie einen Verbrennungsmotor mit einem solchen System zum Leiten von Ladeluft und Abgas aufzuzeigen.It is an object of the present invention to provide a system for directing charge air and exhaust gas to an internal combustion engine, which is reduced in a change from an operating condition with combustion of a very small amount of fuel to an operating condition with combustion of a larger amount of fuel pollutant emissions. It is a further object of the present invention to provide a method for operating such a system for conducting charge air and exhaust gas and an internal combustion engine with such a system for conducting charge air and exhaust gas.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den eigenständigen Ansprüchen.The invention solves this problem with the features in the independent claims.
Das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor weist auf der Zufuhr-Seite eine Zufuhrleitung und auf der Abfuhr-Seite eine Abfuhrleitung auf. Die Zufuhrleitung erstreckt sich von einem Frischlufteinlass zu einem Motoreinlass und kann aus mehreren Teilen bestehen. Die Abfuhrleitung erstreckt sich von einem Motorauslass zu einem Abgasauslass oder Auspuff und kann ebenfalls aus mehreren Teilen bestehen.The system according to the invention for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine has a supply line on the supply side and a discharge line on the discharge side. The supply line extends from a fresh air inlet to an engine inlet and may consist of several parts. The discharge line extends from an engine outlet to an exhaust outlet or exhaust and may also consist of several parts.
In dem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas kann Gas durch die Zufuhrleitung in einer Richtung von einem Frischlufteinlass zu einem Motoreinlass hin und durch die Abfuhrleitung von einem Motorauslass zu einem Abgasauslass hin fließen. Im Folgenden sind für die Angabe von Positionen in der Zufuhrleitung oder der Abfuhrleitung Begriffe wie „hinter” oder „vor” auf diese Fließrichtung bezogen.In the system for conducting charge air and exhaust gas, gas may flow through the supply line in a direction from a fresh air inlet toward an engine intake and through the discharge line from an engine exhaust to an exhaust gas outlet. In the following, terms such as "behind" or "before" are referred to in this flow direction for indicating positions in the supply pipe or the discharge pipe.
Das System weist zumindest eine Abgasrückführung auf, welche dazu ausgebildet ist, Abgas von der Abfuhr-Seite zur Zufuhr-Seite zurückzuführen. Die Abgasrückführung umfasst eine Rückführungsleitung, die einerseits in einem Bereich hinter dem Motorauslass mit der Abfuhrleitung und andererseits in einem Bereich vor dem Motoreinlass mit der Zufuhrleitung verbunden ist. An dem Verbindungspunkt von Rückführungsleitung und Zufuhrleitung wird hierdurch ein Zufluss für rückgeführtes Abgas gebildet, ab welchem sich das rückgeführte Abgas mit dem bereits vorhandenen Gas in der Zufuhrleitung mischen kann. Dieser Zufluss von Abgas liegt in einem Bereich der Zufuhrleitung zwischen dem Frischlufteinlass und dem Motoreinlass.The system includes at least one exhaust gas recirculation configured to recirculate exhaust gas from the discharge side to the supply side. The exhaust gas recirculation system comprises a return line, which is connected to the discharge line on the one hand in an area behind the engine outlet and on the other hand in a region in front of the engine inlet to the supply line. At the connection point of the return line and the supply line, an inflow for recirculated exhaust gas is thereby formed, from which the recirculated exhaust gas can mix with the already existing gas in the supply line. This inflow of exhaust gas is in an area of the supply line between the fresh air inlet and the engine inlet.
Das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas weist in der Zufuhrleitung zwischen dem Frischlufteinlass und dem Zufluss von Abgas eine steuerbare Drossel zum Öffnen oder Schließen der Frischluftzufuhr auf.The system according to the invention for conducting charge air and exhaust gas has a controllable throttle for opening or closing the fresh air supply in the supply line between the fresh air inlet and the inflow of exhaust gas.
Durch die steuerbare Drossel ist es möglich, die in die Zufuhrleitung einströmende Menge von Frischluft zu drosseln und ggf. auf null zu reduzieren. Hierdurch wird es ermöglicht, die Ladeluft, die am Motoreinlass der Brennkammer zugeführt wird, durch Steuerung der Drossel sowie durch Steuerung der Durchflussraten des einen oder der mehreren Abgasrückführungen zu beliebigen Anteilen aus Frischluft sowie aus einer oder mehreren Arten von rückgeführtem Abgas zu mischen.The controllable throttle makes it possible to throttle the amount of fresh air flowing into the supply line and, if necessary, to reduce it to zero. This makes it possible to mix the charge air supplied to the combustion chamber at the engine inlet by controlling the throttle and controlling the flow rates of the one or more exhaust gas recirculations to any proportions of fresh air and one or more types of recirculated exhaust gas.
Es ist insbesondere möglich, bei einem verschlossenen Zustand der steuerbaren Drossel die dem Motoreinlass zugeführte Ladeluft ausschließlich aus einer oder mehreren Arten von rückgeführtem Abgas zu bilden. Hierdurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass bei einem Betriebszustand des Motors, bei welchem nur eine sehr geringe Menge an Treibstoff in einer Brennkammer verbrannt wird, ein Kreislauf in dem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas entsteht, in dem kontinuierlich ein Großteil des Abgases oder das gesamte Abgas von der Abfuhr-Seite zur Zufuhr-Seite zurückgeführt wird. Hierdurch kann ein Sauerstoffgehalt der am Motoreinlass zugeführten Ladeluft auch bei einem solchen Betriebszustand mit geringer Treibstoffverbrennung über eine längere Zeit gering gehalten werden. Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas wird hierdurch nicht mit Frischluft geflutet. Auch bei einem Wechsel des Betriebszustandes von einem lastfreien Betrieb oder Schubbetrieb zu einem solchen Betriebszustand, bei welchem erneut eine größere Menge von Treibstoff in der Brennkammer verbrannt wird, kann somit sofort eine Ladeluft mit geringem Sauerstoffanteil in der Brennkammer verbrannt werden, sodass bei einem Verbrennungsprozess eine Schadstoffemission und insbesondere ein Ausstoß von Stickoxiden (NOx) gering gehalten werden.In particular, it is possible, in the case of a closed state of the controllable throttle, to form the charge air supplied to the engine intake exclusively from one or more types of recirculated exhaust gas. This can advantageously be achieved that, in an operating condition of the engine, in which only a very small amount of fuel is burned in a combustion chamber, a circuit is formed in the system for conducting charge air and exhaust gas, in which a large part of the exhaust gas or total exhaust gas is recirculated from the discharge side to the supply side. In this way, an oxygen content of the charge air supplied to the engine intake can be kept low even in such an operating state with low fuel combustion over a longer period. The system for conducting charge air and exhaust gas is thereby not flooded with fresh air. Even with a change of the operating state of a no-load operation or overrun operation to such an operating condition in which again a larger amount of fuel is burned in the combustion chamber, thus a charge air can be burned with low oxygen content in the combustion chamber immediately, so in a combustion process Pollutant emissions and in particular an emission of nitrogen oxides (NOx) are kept low.
Ein Betriebszustand mit geringer Kraftstoffverbrennung kann bedeuten, dass in einer Brennkammer des Motors ggf. über mehrere Kolbenhübe hinweg nur eine geringe Menge an beigegebenem Kraftstoff oder überhaupt kein beigegebener Kraftstoff verbrannt wird. Der Kraftstoff kann dabei auf beliebige bekannte Weise beigegeben sein.An operating state with low fuel combustion may mean that in a combustion chamber of the engine, possibly over a few piston strokes, only a small amount of added fuel or no added fuel at all is burned. The fuel can be added in any known manner.
Bei einem Common Rail-Dieselmotor mit Direkteinspritzung in einem Fahrzeug, der in einem verkehrsüblichen Fahrzyklus betrieben wird, kann durch das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas eine Reduzierung der Schadstoffemission und/oder der Stickoxidemission von 3 bis 4% erreicht werden. Bei einer Betriebscharakteristik eines Verbrennungsmotors, bei welcher sehr häufige Wechsel zwischen den genannten Betriebszuständen auftreten, kann die Schadstoff- und Emissionsreduktion noch erheblich ausgeprägter sein. In a common-rail diesel engine with direct injection in a vehicle, which is operated in a normal driving cycle, can be achieved by the inventive system for conducting charge air and exhaust gas, a reduction of pollutant emission and / or nitrogen oxide emissions of 3 to 4%. In the case of an operating characteristic of an internal combustion engine in which very frequent changes occur between the aforementioned operating states, the emission and emission reduction can be even more pronounced.
Die steuerbare Drossel kann dazu ausgebildet sein, die Durchflussrate von durch den Lufteinlass einströmender Frischluft zu regulieren. Hierdurch kann vorteilhafter Weise eine noch genauere und schnellere Einstellung der Zusammensetzung der Ladeluft erreicht werden. Es ist insbesondere möglich, ein Gemisch der Ladeluft zu erzeugen, welches einen nur geringen Frischluftanteil aufweist. Hierdurch ist es möglich, eine Verbrennungsstabilität und eine Laufruhe des Motors positiv zu beeinflussen sowie eine Regelgüte der Motorregelung zu unterstützen. Dies kann sich vorteilhaft auf das Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors auswirken und bei einem Lastwechsel zu einer schnellen Verfügbarkeit der Abtriebsleistung des Motors beitragen.The controllable throttle may be configured to regulate the flow rate of fresh air flowing in through the air inlet. As a result, an even more accurate and faster adjustment of the composition of the charge air can advantageously be achieved. It is particularly possible to produce a mixture of the charge air, which has only a small proportion of fresh air. This makes it possible to positively influence a combustion stability and smoothness of the engine and to support a quality control of the engine control. This can have an advantageous effect on the response of the internal combustion engine and contribute in a load change to a fast availability of the output power of the engine.
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas kann bevorzugt auf der Zufuhr-Seite einen Kompressor und auf der Abfuhr-Seite eine Turbine aufweisen. Hierdurch wird es ermöglicht, die dem Motoreinlass zugeführte Ladeluft mit Druck zu beaufschlagen und somit eine Einbringmenge der Ladeluft in der Brennkammer pro Kolbenhub zu erhöhen. Über die Turbine kann eine nach der Verbrennung in einem erhöhten Druck des Abgases gespeicherte Energie aufgenommen und verwertet werden. Somit ist es möglich, auch bei einem geringen Sauerstoffgehalt in der Ladeluft eine hohe Abtriebsleistung des Verbrennungsmotors zu erzeugen, wobei dieser eine geringe Schadstoff- und Stickoxidemission aufweist und besonders effizient arbeitet.The system for conducting charge air and exhaust gas may preferably have a compressor on the supply side and a turbine on the discharge side. This makes it possible to pressurize the charge air supplied to the engine intake and thus increase a charge amount of the charge air in the combustion chamber per piston stroke. Via the turbine, an energy stored after combustion in an increased pressure of the exhaust gas can be absorbed and utilized. Thus, it is possible to produce a high output power of the internal combustion engine, even with a low oxygen content in the charge air, which has a low pollutant and nitrogen oxide emissions and works very efficiently.
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas an einem Verbrennungsmotor kann bevorzugt mit einem Verfahren betrieben werden, bei dem bei einem Betriebszustand des Motors, in welchem die pro Kolbenhub in der Brennkammer verbrannte Treibstoffmenge sehr gering oder Null wird, eine Frischluftzufuhr durch Betätigung der steuerbaren Drossel reduziert oder geschlossen und eine Durchflussrate von rückgeführtem Abgas geöffnet wird. Hierdurch ist es möglich, dass der Sauerstoffgehalt in der Ladeluft auch bei einem Betriebszustand des Motors mit geringer Treibstoffverbrennung über einen längeren Zeitraum hinweg niedrig gehalten wird. Es ist insbesondere möglich, auch während eines solchen Betriebszustandes, den Sauerstoffgehalt in der Ladeluft durch gesteuerte Beigabe von Frischluft zu regulieren und ggf. auf einen gewünschten Wert einzustellen.The system for conducting charge air and exhaust gas to an internal combustion engine may preferably be operated with a method in which, in an operating condition of the engine in which the amount of fuel burned per piston stroke in the combustion chamber is very low or zero, a fresh air supply by actuation of the controllable throttle reduced or closed and a flow rate of recirculated exhaust gas is opened. This makes it possible that the oxygen content in the charge air is kept low even in an operating state of the engine with low fuel combustion over a longer period of time. In particular, it is possible, even during such an operating state, to regulate the oxygen content in the charge air by controlled addition of fresh air and, if necessary, to set it to a desired value.
Es kann besonders vorteilhaft sein, dass eine Durchflussrate von rückgeführtem Abgas derart eingestellt wird, dass sich zwischen der Abfuhr-Seite und der Zufuhr-Seite über eine Abgasrückführung ein Kreislauf bildet, in dem von einem Motorauslass ausgespeistes (abgegebenes) Abgas zu einem Motoreinlass zurückgeführt wird, wobei keine oder nur eine sehr geringe Menge Frischluft zugeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass das gesamte in dem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas geführte Gas einen Sauerstoffgehalt aufweist, der auch über einen längeren Zeitraum geringer ist als der Sauerstoffgehalt von Frischluft. Es ist hierbei insbesondere möglich, dass auch in den Leitungen einer Abgasrückführung ein rückgeführtes Abgas mit einem niedrigen Sauerstoffgehalt fließt, sodass auch bei einem Wechsel des Betriebszustandes eine besonders schnelle Regulierung des Mischungsverhältnisses der Ladeluft möglich ist.It may be particularly advantageous that a flow rate of recirculated exhaust gas is adjusted so that forms a cycle between the discharge side and the supply side via an exhaust gas recirculation, in which is discharged from an engine exhaust (discharged) exhaust gas to an engine inlet , with no or only a very small amount of fresh air is supplied. In this way, it is possible that the entire guided in the system for guiding charge air and exhaust gas having an oxygen content, which is less than the oxygen content of fresh air over a longer period. In this case, it is possible, in particular, for a recirculated exhaust gas having a low oxygen content to flow in the lines of an exhaust gas recirculation, so that a particularly rapid regulation of the mixing ratio of the charge air is possible even when the operating state changes.
Ferner kann es vorteilhaft sein, dass der vorgenannte Kreislauf nur über eine Abgasrückführung gebildet wird, in welcher gefiltertes und/oder unter Niederdruck stehendes Abgas rückgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass ein Anteil von Schadstoffen und/oder Partikeln in der Ladeluft und somit in der Brennkammer gering gehalten wird, sodass eine mechanische oder chemische Belastung von Bauteilen im Bereich der Brennkammer, wie beispielsweise einem Injektor gering gehalten wird.Furthermore, it may be advantageous that the aforementioned circuit is formed only via an exhaust gas recirculation, in which filtered and / or low-pressure exhaust gas is recirculated. In this way, it is possible that a proportion of pollutants and / or particles in the charge air and thus in the combustion chamber is kept low, so that a mechanical or chemical stress on components in the region of the combustion chamber, such as an injector is kept low.
Es ist ferner Gegenstand der Erfindung, einen Verbrennungsmotor mit einem System zum Leiten von Ladeluft und Abgas aufzuzeigen, bei welchem in der vorbeschriebenen Art eine Regulierung des Sauerstoffgehaltes in der Ladeluft auch in einem Betriebszustand des Motors möglich ist, bei dem eine in der Brennkammer verbrannte Treibstoffmenge sehr gering oder gleich null ist. Ein solcher Verbrennungsmotor kann ein Dieselmotor sein.It is further object of the invention to provide an internal combustion engine with a system for conducting charge air and exhaust gas, wherein in the manner described above, a regulation of the oxygen content in the charge air is possible even in an operating condition of the engine, in which a quantity of fuel burned in the combustion chamber is very low or zero. Such an internal combustion engine may be a diesel engine.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung aufgezeigt.In the dependent claims further advantageous embodiments of the invention are shown.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. Show it:
Die Erfindung betrifft ein System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Über einen Motoreinlass (
Unter dem Begriff „Ladeluft” wird ein Gas verstanden, das durch einen Motoreinlass (
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Die Zufuhrleitung (
Eine Abfuhrleitung (
Eine Abgasrückführung (
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Das erfindungsgemäße System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Die erste Rückführungsleitung (
In
In einem Bereich der Zufuhrleitung (
Durch die steuerbare Drossel (
Bei dem in
Es kann sein, dass eine geringe Menge an Abgas in dem Betriebszustand des Motors (
Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Die Steuereinrichtung (
In
Das oberste Diagramm 4a zeigt den Verlauf einer pro Kolbenhub eingespritzten Treibstoffmenge (QFIN) über der Zeit (t). Das Diagramm 4b kennzeichnet einen akkumulierten Wert des NOx-Ausstoßes (Acc. NOx) über der Zeit (t), und das Diagramm 4c zeigt einen momentanen NOx-Ausstoß (NOx) über der Zeit (t). Das unterste Diagram 4d kennzeichnet einen Geschwindigkeitsverlauf (v) des Fahrzeugs über der Zeit (t).The uppermost diagram 4a shows the course of a fuel quantity (QFIN) injected per piston stroke over time (t).
Die vier Diagramme 4a, 4b, 4c und 4d beziehen sich auf denselben physikalischen Ablauf. In den Diagrammen sind mit einer durchgezogenen Linie der Verlauf der jeweiligen Größen bei einem erfindungsgemäßen System (
Der gezeigte, beispielhafte Betrieb des Verbrennungsmotors ist auf der Zeit-Achse in vier Abschnitte A, B, C, D aufgeteilt. Die Abschnitte A und C kennzeichnen jeweils einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors (
Die Abschnitte B und D kennzeichnen einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors (
In Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Systems zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Bei einem Wechsel des Betriebszustandes, also bei einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors (
Wie sich aus dem Diagramm 4c ergibt, zeigt der Verlauf des NOx-Ausstoßes (NOx) bei einem Vergleichssystem (
Aus dem Diagramm 4b ist ersichtlich, dass die akkumulierte NOx-Menge (Acc. NOx) bei dem erfindungsgemäßen System (
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Merkmale der Erfindung können in beliebiger Weise kombiniert, vertauscht oder weggelassen werden. Das System zum Leiten von Ladeluft und Abgas (
Der in der Brennkammer (
Der während eines Betriebszustandes des Motors (
Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung kann derart ausgebildet sein, dass an einem Verbrennungsmotor (
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