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DE112007000248T5 - Selective homogeneous compression ignition system - Google Patents

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DE112007000248T5
DE112007000248T5 DE112007000248T DE112007000248T DE112007000248T5 DE 112007000248 T5 DE112007000248 T5 DE 112007000248T5 DE 112007000248 T DE112007000248 T DE 112007000248T DE 112007000248 T DE112007000248 T DE 112007000248T DE 112007000248 T5 DE112007000248 T5 DE 112007000248T5
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DE
Germany
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engine
fuel
operating state
compressed
piston
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE112007000248T
Other languages
German (de)
Inventor
Wade J. Peoria Robel
James J. Dunlap Driscoll
William L. Dunlap Easley jun.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors 12, welches Folgendes aufweist:
selektives Betreiben des Motors im ersten Betriebszustand, wobei Brennstoff in komprimiertes Strömungsmittel eingespritzt wird, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Brennstoff und komprimiertem Strömungsmittel zu erzeugen, und wobei der Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Strömungsmittels gezündet wird;
selektives Betreiben des Motors in einem zweiten Betriebszustand, in dem Brennstoff in ein Gas eingespritzt wird, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Gas und Brennstoff zu erzeugen, wobei die im Wesentlichen homogene Mischung komprimiert wird und der Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Gases gezündet wird; und
Bestimmen, ob der Motor im ersten oder zweiten Betriebszustand zu betreiben ist, und zwar gemäß Motorbedingungen.
A method of operating an internal combustion engine 12, comprising:
selectively operating the engine in the first mode of operation, wherein fuel is injected into compressed fluid to produce a substantially homogeneous mixture of fuel and compressed fluid, and wherein the fuel is ignited by the heat of the compressed fluid;
selectively operating the engine in a second mode of operation, wherein fuel is injected into a gas to produce a substantially homogeneous mixture of gas and fuel, wherein the substantially homogeneous mixture is compressed and the fuel is ignited by the heat of the compressed gas ; and
Determining whether to operate the engine in the first or second operating condition according to engine conditions.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf den Betrieb eines Dieselmotors in einem Betriebszustand mit homogener kompressionsgezündeter Ladung (HCCI = homogeneous charge compression ignition).The The present disclosure relates generally to internal combustion engines and in particular, the operation of a diesel engine in an operating condition with homogeneous compression-ignition charge (HCCI = homogeneous charge compression ignition).

Hintergrundbackground

Ein Dieselmotor kann typischerweise eine Brennkammer aufweisen, die aus einem Kolben aufgebaut ist, der verschiebbar in einem Zylinder montiert ist. Der herkömmliche Verbrennungsvorgang im Dieselmotor kann durch die direkte Einspritzung von Brennstoff in den Zylinder eingeleitet werden, nachdem eine Aufwärtsbewegung des Kolbens ein Volumen mit stark komprimierter Luft innerhalb des oberen Teils des Zylinders erzeugt hat. Der Brennstoff kann nahezu sofort daraufhin gezündet werden, dass er in die stark komprimierte Luft eingespritzt wird, und er kann somit eine Diffusionsflamme oder Flammenfront erzeugen, die sich entlang den Wolken des eingespritzten Brennstoffes erstreckt. Die Erzeugung der Diffusionsflamme oder Flammenfront kann das Vorhandensein von Verunreinigungen in dem Abgasstrom des Dieselmotors zur Folge haben. Diese Verunreinigungen können beispielsweise Partikelstoffe, Stickoxyde („NOx") und Schwefelverbindungen aufweisen.One Diesel engine may typically have a combustion chamber, the is constructed of a piston which is displaceable in a cylinder is mounted. The conventional combustion process in the diesel engine can be due to the direct injection of fuel into the cylinder be initiated after an upward movement of the piston a volume of highly compressed air within the upper part of the cylinder has generated. The fuel can be there almost immediately be ignited that he is in the heavily compressed air is injected, and thus it can be a diffusion flame or Create flame front, which is injected along the clouds of the Fuel extends. The generation of the diffusion flame or Flame front can be the presence of impurities in the Exhaust flow of the diesel engine result. These impurities For example, particulate matter, nitrogen oxides ("NOx") and sulfur compounds.

Aufgrund vermehrter Rücksichtnahme auf die Umwelt sind Motorabgasemissionsstandards immer strenger geworden. Die Menge der Verunreinigungen im Abgasstrom, die aus dem Dieselmotor ausgestoßen werden, können abhängig von der Art, der Größe und/oder der Klasse des Motors geregelt werden. Ein Verfahren, welches von Motorherstellern eingerichtet wird, um mit den Regulierungen von Abgasstromverunreinigungen in Übereinstimmung zu kommen, ist gewesen, einen Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion („SCR-Katalysator") einzusetzen, um NOx aus dem Motorabgasstrom zu reinigen bzw. zu entfernen. Die An wendung des SCR-Katalysators wird im US-Patent Nr. 6,823,660 von Minami offenbart. Minami offenbart auch, dass, obwohl der SCR-Katalysator eine hohe Reinigungsrate (NOx-Reduktion) bei höheren Abgasstromtemperaturen hat, die Fähigkeit des SCR-Katalysators zu reinigen, stark im Leerlauf oder bei Bedingungen mit niedriger Motorbelastung abnimmt, wo die Temperatur des Abgasstroms fällt. Ein Grund für diese Verringerung ist, dass die Rate der NOx-Umwandlung stark von der Temperatur des Abgasstroms beeinflusst wird. Minami schlägt vor, die Temperatur des Abgasstroms zu erhöhen, bevor er durch den SCR-Katalysator läuft, um eine nahezu 100%-ige Entfernung von NOx vorzusehen. Jedoch erfordert die Vergrößerung der Temperatur des Abgasstroms in der Art und Weise, wie sie von Minami vorgeschlagen wurde, eine ziemlich komplexe Anordnung von Ventilvorrichtungen und Leitungen, und sie kann weiterhin die Anwendung von zusätzlichem Brennstoff und/oder Energie erfordern.Due to increased consideration for the environment, engine emission standards have become increasingly stringent. The amount of contaminants in the exhaust stream discharged from the diesel engine may be regulated depending on the type, size, and / or class of engine. One method established by engine manufacturers to comply with the regulations of exhaust flow impurities has been to employ a selective catalytic reduction catalyst ("SCR catalyst") to purify NOx from the engine exhaust stream. The application of the SCR catalyst is described in U.S. Patent No. 6,823,660 revealed by Minami. Minami also discloses that while the SCR catalyst has a high purification rate (NOx reduction) at higher exhaust gas flow temperatures, the ability of the SCR catalyst to clean strongly decreases at idle or under low engine load conditions where the temperature of the exhaust stream falls , One reason for this reduction is that the rate of NOx conversion is strongly influenced by the temperature of the exhaust stream. Minami suggests raising the temperature of the exhaust stream before passing through the SCR catalyst to provide nearly 100% removal of NOx. However, increasing the temperature of the exhaust stream in the manner suggested by Minami requires a rather complex arrangement of valve devices and conduits, and may further require the application of additional fuel and / or energy.

Andererseits kann die Tatsache, dass man gestattet, dass der Abgasstrom auf niedrigeren Temperaturen bleibt, die Anwesenheit von größeren Mengen an Verunreinigungen in dem Abgasstrom zur Folge haben. Da neuere Motoren auch einen Dieselpartikelfilter („DPF") aufweisen, um Verunreinigungen einzufangen, kann die Tatsache, dass man gestattet, dass diese Verunreinigungen den Dieselpartikelfilter erreichen, eine Verstopfung bewirken und die Leistung des Dieselpartikelfilters verringern. Somit kann der Dieselpartikelfilter häufige Instandhaltung und/oder Regeneration erfordern, um zufrieden stellend zu arbeiten.on the other hand This may be the fact that you allow the exhaust flow to be lower Temperatures remains, the presence of larger ones Contain quantities of impurities in the exhaust stream. There newer engines also have a diesel particulate filter ("DPF") can capture the impurities, the fact that allowing these contaminants to reach the diesel particulate filter, cause a blockage and the performance of the diesel particulate filter reduce. Thus, the diesel particulate filter can be frequent Maintenance and / or regeneration require to be satisfactory to work.

Das System der vorliegenden Offenbarung ist darauf gerichtet, eine oder mehrere der oben dargelegten Einschränkungen zu überwinden.The The system of the present disclosure is directed to one or more overcome several of the limitations outlined above.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Gemäß einem Aspekt kann die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors gerichtet sein. Das Verfahren kann aufweisen, selektiv den Motor in einem ersten Betriebszustand zu betreiben, indem Brennstoff in komprimiertes Strömungsmittel eingespritzt werden kann, um eine im Wesentlichen heterogene Mischung aus Brennstoff und komprimiertem Strömungsmittel zu erzeugen, und wobei Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Strömungsmittels gezündet werden kann. Das Verfahren kann auch aufweisen, selektiv den Motor in einem zweiten Betriebszustand zu betreiben, in dem Brennstoff in Gas eingespritzt werden kann, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Gas und Brennstoff zu erzeugen, wobei die im Wesentlichen homogene Mischung komprimiert werden kann und Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Gases gezündet werden kann. Das Verfahren kann weiter aufweisen, zu bestimmen, ob der Motor im ersten oder zweiten Betriebszustand zu betreiben ist, und zwar gemäß Motorbedingungen.According to one Aspect, the present disclosure is directed to a method of operation be directed to an internal combustion engine. The method may include selectively operate the engine in a first operating condition, by injecting fuel into compressed fluid can be a substantially heterogeneous mixture of fuel and compressed fluid, and wherein Fuel by the heat of the compressed fluid can be ignited. The method may also include selectively operate the engine in a second operating condition, in which fuel can be injected in gas to a substantially homogeneous mixture of gas and fuel to produce, the essentially homogeneous mixture can be compressed and fuel through the heat of the compressed gas to be ignited can. The method may further include determining if the Engine is to operate in the first or second operating state, and although according to engine conditions.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann die vorliegende Offenbarung auf einen Verbrennungsmotor gerichtet sein. Der Verbrennungsmotor kann eine Brennkammer aufweisen, die einen Kolben und einen Zylinder aufweist, und eine Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung, die selektiv den Motor in den ersten und zweiten Betriebszuständen betreibt und den Betriebszustand entsprechend Motorbedingungen auswählt. Im ersten Betriebszustand kann Brennstoff in das komprimierte Strömungsmittel eingespritzt werden, um eine im Wesentlichen heterogene Mischung aus Brennstoff und komprimiertem Strömungsmittel zu erzeugen, und Brennstoff kann durch die Wärme des komprimierten Strömungsmittels gezündet werden. Im zweiten Betriebszustand kann Brennstoff in Gas eingespritzt werden, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Gas und Brennstoff zu erzeugen, wobei die im Wesentlichen homogene Mischung komprimiert werden kann und Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Gases gezündet werden kann.In another aspect, the present disclosure may be directed to an internal combustion engine. The internal combustion engine may include a combustion chamber having a piston and a cylinder, and a fuel injection control device that selectively operates the engine in the first and second operating states and selects the operating state according to engine conditions. In the first operating state, fuel can are injected into the compressed fluid to produce a substantially heterogeneous mixture of fuel and compressed fluid, and fuel can be ignited by the heat of the compressed fluid. In the second mode of operation, fuel may be injected into gas to produce a substantially homogeneous mixture of gas and fuel, wherein the substantially homogeneous mixture may be compressed and fuel ignited by the heat of the compressed gas.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt kann die vorliegende Offenbarung auf eine Arbeitsmaschine mit einem Verbrennungsmotor gerichtet sein. Der Verbrennungsmotor kann eine Brennkammer aufweisen, die einen Kolben und einen Zylinder aufweist, und eine Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung, die selektiv den Motor in den ersten und zweiten Betriebszuständen betreiben kann und den Betriebszustand gemäß den Motorbedingungen auswählen kann. Im ersten Betriebszustand kann Brennstoff in komprimiertes Strömungsmittel eingespritzt werden, um eine im Wesentlichen heterogene Mischung aus Brennstoff und komprimier tem Strömungsmittel zu erzeugen, und Brennstoff kann durch die Wärme des komprimierten Strömungsmittels gezündet werden. Im zweiten Betriebszustand kann Brennstoff in Gas eingespritzt werden, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Gas und Brennstoff zu erzeugen, wobei die im Wesentlichen homogene Mischung komprimiert werden kann und Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Gases gezündet werden kann.According to In another aspect, the present disclosure can be applied to a Work machine to be directed with an internal combustion engine. The internal combustion engine may include a combustion chamber having a piston and a cylinder and a fuel injection control device that selectively operate the engine in the first and second operating states can and the operating condition according to the engine conditions can choose. In the first operating state, fuel can be injected into compressed fluid to a substantially heterogeneous mixture of fuel and compressed matter To produce fluid and fuel can through ignited the heat of the compressed fluid become. In the second operating state, fuel can be injected in gas be a substantially homogeneous mixture of gas and fuel to produce, wherein compresses the substantially homogeneous mixture can be and fuel through the heat of the compressed Gas can be ignited.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 sieht eine schematische Ansicht einer Brennkammer gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel vor. 1 provides a schematic view of a combustion chamber according to an exemplary disclosed embodiment.

2 sieht eine nähere Ansicht der Brennkammer der 1 vor. 2 sees a closer view of the combustion chamber of the 1 in front.

3 sieht eine weitere Ansicht der Brennkammer der 1 vor. 3 sees another view of the combustion chamber of the 1 in front.

4 sieht ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel vor. 4 provides a flowchart of a method according to an exemplary disclosed embodiment.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Nun wird im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen. Wo immer es möglich ist, werden die gleichen Bezugszeichen in den gesamten Zeichnungen verwendet, um sich auf dieselben oder die gleichen Teile zu beziehen.Now is referred in detail to the drawings. Wherever possible are the same reference numbers throughout the drawings used to refer to the same or the same parts.

1 veranschaulicht eine Brennkammer 10 eines Verbrennungsmotors 12. Obwohl nur eine einzige Brennkammer 10 gezeigt ist, sei bemerkt, dass der Motor 12 mehrere Brennkammern aufweisen kann. Die Brennkammer 10 kann durch eine Zylinderseitenwand 14, eine Zylinderendwand 16 und einen sich hin und her bewegenden Kolben 18 gebildet werden und kann eine Brennkammerlängsachse 20 aufweisen. 1 illustrates a combustion chamber 10 an internal combustion engine 12 , Although only a single combustion chamber 10 It should be noted that the engine 12 may have multiple combustion chambers. The combustion chamber 10 can through a cylinder sidewall 14 , a cylinder end wall 16 and a reciprocating piston 18 can be formed and can be a combustion chamber longitudinal axis 20 exhibit.

Der sich hin und her bewegende Kolben 18 kann einen gleitenden Teil bzw. ein Kolbenkörper 22 aufweisen, welches eng in eine Bohrung passen kann, die durch die Zylinderseitenwand 14 definiert wird. Der Kolbenkörper 22 kann eine Oberseite bzw. einen Kolbenboden 24 und eine Unterseite 28 aufweisen, die betriebsmäßig mit einer Kurbelwelle 30 durch eine Verbindungsstange bzw. Pleuelstange 32 verbunden sind. Der Kolben 18 kann sich in der Bohrung durch Hin- und Hergleiten zwischen zwei Positionen hin und her bewegen, während er Verbrennungszyklen ausführt. Die erste Position kann als eine obere Totpunktposition („TTC” = top dead center) entsprechend der Position bezeichnet werden, wo der Kolbenkörper 22 am weitesten entfernt von der Kurbelwelle 30 sein kann. Die zweite Position kann als eine untere Totpunktposition („BDC") bezeichnet werden, und zwar entsprechend der Position, wo der Kolbenkörper 22 am nächsten zur Kurbelwelle 30 sein kann. Entsprechend können der obere Totpunkt und der untere Totpunkt die oberen bzw. unteren Ausdehnungen des Kolbenweges definieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Bewegung des Kolbens 18 gemäß der Winkeldrehung der Kurbelwelle 30 beschrieben werden, die durch die Bewegung des Kolbens 18 verursacht wird. Beispielsweise kann die Bewegung des Kolbens vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewirken, dass die Kurbelwelle 30 sich um 180 Grad oder um eine halbe Umdrehung dreht. Wenn der Kolben 18 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt läuft, kann er somit derart charakterisiert werden, dass er um 180 Grad gelaufen ist. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 18 zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt kann Leistung an die Kurbelwelle in einer Art und Weise liefern, die dem Fachmann bekannt ist.The reciprocating piston 18 can be a sliding part or a piston body 22 which can fit tightly into a bore passing through the cylinder sidewall 14 is defined. The piston body 22 can be a top or a piston bottom 24 and a bottom 28 which is operative with a crankshaft 30 by a connecting rod or connecting rod 32 are connected. The piston 18 can reciprocate in the well by sliding back and forth between two positions while performing combustion cycles. The first position may be referred to as a top dead center ("TTC") position corresponding to the position where the piston body 22 farthest from the crankshaft 30 can be. The second position may be referred to as a bottom dead center position ("BDC") corresponding to the position where the piston body 22 closest to the crankshaft 30 can be. Accordingly, top dead center and bottom dead center may define the upper and lower extensions of the piston travel, respectively. Additionally or alternatively, the movement of the piston 18 according to the angular rotation of the crankshaft 30 described by the movement of the piston 18 is caused. For example, the movement of the piston from bottom dead center to top dead center may cause the crankshaft 30 turns 180 degrees or half a turn. When the piston 18 from bottom dead center to top dead center, it can thus be characterized as having run 180 degrees. The reciprocation of the piston 18 between top dead center and bottom dead center may provide power to the crankshaft in a manner known to those skilled in the art.

Ein Einlassanschluss 34, ein Einlassventil 36, ein Auslassanschluss 38 und ein Auslassventil 40 können um die Zylinderendwand 16 herum gelegen sein, wie in 2 gezeigt. Das Einlassventil 36 kann im Einlassanschluss 34 angeordnet sein und kann betreibbar sein, um strömungsmittelmäßig den Lufteinlassanschluss 34 mit der Brennkammer 10 zu verbinden. Das Auslassventil 40 kann strömungsmittelmäßig mit der Brennkammer 10 gekoppelt sein und kann betreibbar sein, um die Brennkammer 10 mit dem Auslassanschluss 38 zu koppeln. Der Einlassanschluss 34, das Einlassventil 36, der Auslassanschluss 38 und das Auslassventil 40 können in einer Art und Weise funktionieren, die dem Fachmann bekannt ist. Zusätzlich oder alternativ können der Einlassanschluss 34 und/oder die Brennkammer 10 konfiguriert sein, um eine Verwirbelung in Strömungsmittel und/oder Gase in der Brennkammer 10 einzuleiten.An inlet connection 34 , an inlet valve 36 , an outlet port 38 and an exhaust valve 40 can around the cylinder end wall 16 be around, like in 2 shown. The inlet valve 36 can in the inlet connection 34 and may be operable to fluidly connect the air inlet port 34 with the combustion chamber 10 connect to. The outlet valve 40 can fluidly with the combustion chamber 10 be coupled and may be operable to the combustion chamber 10 with the outlet port 38 to pair. The inlet connection 34 , the inlet valve 36 , the outlet port 38 and the exhaust valve 40 can in one Working way known to those skilled in the art. Additionally or alternatively, the inlet port 34 and / or the combustion chamber 10 be configured to swirl in fluid and / or gases in the combustion chamber 10 initiate.

Eine Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 kann eine Düsenspitze 44 aufweisen, die sich direkt in die Brennkammer 10 durch eine Öffnung 46 in der Zylinderendwand 16 erstreckt. Wie in 3 gezeigt, kann die Düse 44 konfiguriert sein, um Brennstoff einzuspritzen, sodass Brennstoffwolken 70 über einer Kolbenvertiefung 26 in der Oberseite 24 des Kolbenkörpers 22 gebildet werden können. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 kann konzentrisch oder parallel mit der Längsachse 20 der Brennkammer 10 sein oder kann sich in einem spitzen Winkel bezüglich der Längsachse 20 der Brennkammer 10 erstrecken. Weiterhin kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 von irgendeiner herkömmlichen Bauart sein. Beispielsweise kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 eine mechanisch betätigte Bauart, eine hydraulisch betätigte Bauart oder eine Common-Rail-Bauart sein und kann für einen Einzelmodus- oder einen Mischmodusbetrieb ausgelegt sein. Wenn der Einlassanschluss 34 und/oder die Brennkammer 10 konfiguriert sind, um eine Verwirbelung einzuleiten, wie oben besprochen, kann der von der Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 eingespritzte Brennstoff weniger wahrscheinlich an der Zylinderseitenwind 14 anhaften.A fuel injector 42 can a nozzle tip 44 have, which directly into the combustion chamber 10 through an opening 46 in the cylinder end wall 16 extends. As in 3 shown, the nozzle can 44 be configured to inject fuel, so that fuel clouds 70 over a piston recess 26 in the top 24 of the piston body 22 can be formed. The fuel injector 42 can be concentric or parallel with the longitudinal axis 20 the combustion chamber 10 or may be at an acute angle with respect to the longitudinal axis 20 the combustion chamber 10 extend. Furthermore, the fuel injection device 42 be of any conventional type. For example, the fuel injector 42 be a mechanically operated type, a hydraulically operated type or a common rail type and may be configured for a single mode or a mixed mode operation. When the inlet port 34 and / or the combustion chamber 10 are configured to induce turbulence, as discussed above, that of the fuel injector 42 fuel injected less likely at the cylinder side wind 14 adhere.

Im Betrieb kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 einen brennbaren Brennstoff zur Brennkammer 10 als eine Funktion eines Steuersignals liefern. Während eines Motorbetriebs mit normaler bis hoher Belastung kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 ein Steuersignal aufnehmen, welches bewirkt, dass die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 Brennstoff in die Brennkammer 10 ein- oder mehrmals einspritzt. Beispielsweise kann die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 eine erste Brennstoffmenge (eine Pilot- bzw. Voreinspritzung) einspritzen, wenn der Kolben 18 an irgendeiner Position zwischen dem unteren Totpunkt und ungefähr 40 Grad vor dem oberen Totpunkt gelegen ist. Die Pilot- bzw. Voreinspritzung kann sich mit der Einlassluft in der Brennkammer 10 vermischen, und die Mischung kann komprimiert bzw. verdichtet werden, wenn der Kolben 18 zur oberen Totpunktposition läuft. Die Mischung aus Voreinspritzung und Einlassluft kann verbrennen, wenn ihre Verbrennungstemperatur erreicht ist, wie beispielsweise wenn die Wärme der komprimierten Einlassluft ausreicht, um die Voreinspritzung zu zünden. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 kann auch eine zweite Brennstoffmenge (eine Haupteinspritzung) in die Brennkammer 10 einspritzen, und zwar gleichzeitig da mit, dass die Verbrennungstemperatur der Mischung aus Voreinspritzung und Einlassluft in der Brennkammer 10 erreicht ist oder geringfügig davor. Die Haupteinspritzung kann daraufhin verbrennen, dass sie in die Mischung aus Voreinspritzung und Einlassluft eingeleitet wird, und zwar zumindest teilweise aufgrund dessen, dass sie der Wärme ausgesetzt wird, die mit der Mischung aus Voreinspritzung und Einlassluft assoziiert ist. Dies kann als ein erster Betriebszustand für den Motor 12 bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann im ersten Betriebszustand die Voreinspritzung weggelassen werden. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann die Einlassluft durch den Kolben 18 komprimiert werden, wenn sie zur oberen Totpunktposition läuft. Die Haupteinspritzung kann in die komprimierte Einlassluft eingespritzt werden. Wenn die komprimierte Einlassluft die Verbrennungstemperatur erreicht hat, dann kann die Haupteinspritzung sofort daraufhin zünden, dass sie in die Brennkammer 10 eingeleitet wird, und zwar aufgrund. der Wärme der komprimierten Einlassluft. Zusätzlich oder alternativ kann die Haupteinspritzung kurz danach zünden, nachdem sie in die Brennkammer 10 eingespritzt wurde.In operation, the fuel injector 42 a combustible fuel to the combustion chamber 10 as a function of a control signal. During normal to high load engine operation, the fuel injector may 42 receive a control signal which causes the fuel injector 42 Fuel in the combustion chamber 10 one or more injections. For example, the fuel injector 42 inject a first amount of fuel (a pilot or pilot injection) when the piston 18 at any position between bottom dead center and about 40 degrees before top dead center. The pilot or pre-injection may coincide with the intake air in the combustion chamber 10 mix, and the mixture can be compressed or compressed when the piston 18 to the top dead center position is running. The mixture of pilot injection and intake air may burn when its combustion temperature is reached, such as when the heat of the compressed intake air is sufficient to ignite the pilot injection. The fuel injector 42 may also include a second amount of fuel (a main injection) into the combustion chamber 10 injecting, simultaneously with, that the combustion temperature of the mixture of pilot injection and intake air in the combustion chamber 10 reached or slightly before that. The main injection may then burn to be introduced into the mixture of pilot injection and intake air, at least in part due to being exposed to the heat associated with the mixture of pilot injection and intake air. This can be considered a first operating condition for the engine 12 be designated. Additionally or alternatively, in the first operating state, the pre-injection can be omitted. In such an embodiment, the intake air may be through the piston 18 be compressed when it goes to the top dead center position. The main injection may be injected into the compressed intake air. When the compressed intake air has reached the combustion temperature, then the main injection can ignite immediately after it enters the combustion chamber 10 is initiated, due to. the heat of the compressed intake air. Additionally or alternatively, the main injection may ignite shortly after entering the combustion chamber 10 was injected.

Während eines Motorbetriebs im Leerlauf oder mit niedriger Belastung kann das Steuersignal verändert werden, sodass die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 Brennstoff in die Brennkammer 10 nur dann einspritzt, wenn der Kolben 18 näher am unteren Totpunkt ist. Dies kann beispielsweise durch Modifizieren der Voreinspritzung vom ersten Betriebszustand und durch Eliminieren der Haupteinspritzung aus dem ersten Betriebszustand erreicht werden. Dies kann als ein zweiter Betriebszustand für den Motor 12 bezeichnet werden. Die Bezeichnung als „erster" und „zweiter" Betriebszustand dient nur zu Erklärungszwecken und hat keine weitere Bedeutung. Darüber hinaus können die Ausdrücke „niedrige Belastung", „normale Belastung" und „hohe Belastung" relativ sein. Beispielsweise kann der Zustand mit niedriger Belastung für einen Motor, der keine Abgasrückzirkulationsanordnung („AGR-Anordnung") hat (nicht gezeigt) bei oder ungefähr bei 25% Belastung beginnen (ungefähr 600 kPa mittlerer Wirkungsdruck (BMEP)), während bei einem Motor mit einer Abgasrückzirkulations- bzw. Abgasrückführungsanordnung ein Zustand im Leerlauf oder mit niedriger Belastung auf oder um 50% Belastung (ungefähr 1200 kPa mittlerer Wirkungsdruck (BMEP)) beginnen kann.During idling or low load engine operation, the control signal may be changed to cause the fuel injector 42 Fuel in the combustion chamber 10 only injected when the piston 18 closer to bottom dead center. This can be achieved, for example, by modifying the pilot injection from the first operating state and eliminating the main injection from the first operating state. This can be considered a second operating condition for the engine 12 be designated. The designation as "first" and "second" operating state is for explanatory purposes only and has no further meaning. In addition, the terms "low load,""normalload," and "high load" may be relative, for example, the low load condition may be for an engine that does not have an exhaust gas recirculation ("EGR") arrangement (not shown) at or start at about 25% load (about 600 kPa mean effective pressure (BMEP)), while in an exhaust recirculation EGR engine, an idle or low load condition will be at or around 50% load (about 1200 kPa mean effective pressure (BMEP) )).

Somit sei bemerkt, dass die Bedeutung von niedriger, normaler und hoher Belastung je nach Motor variieren wird, und dass diese Bezeichnung nicht einschränkend für das insgesamt offenbarte Konzept sein sollen.Consequently It should be noted that the meaning of lower, more normal and higher Load will vary depending on the engine, and that this designation not limiting for the total revealed Concept should be.

Das Steuersignal kann selektiv durch eine Steuervorrichtung 48 erzeugt werden, wie in 1 gezeigt. Die Steuervorrichtung 48 kann viele Formen annehmen, die ein computerbasiertes System, ein mikroprozessorbasiertes System, das einen Mikroprozessor aufweist, eine Mikrosteuervorrichtung bzw. einen Mikrocontroller oder irgendeine andere geeignete Steuerschaltung oder ein Steuersystem aufweisen. Die Steuervorrichtung 48 kann auch einen Speicher zur Speicherung eines Steuerprogramms zum Betrieb und zur Steuerung der Brennkammer 10 und damit in Beziehung stehender Elemente aufweisen. Weiterhin kann die Steuervorrichtung 48 mit einem Satz von (nicht gezeigten) Sensoren in Verbindung stehen, welche die Umdrehungen pro Minute, die Motorkühlmitteltemperatur, die Öltemperatur, die Kolbenposition, den Einlasssammelleitungsdruck, die Brennkammertemperatur und/oder die Abgastemperatur messen. Aus den abgefühlten Informationen und/oder Werten, die diese anzeigen, kann die Steuervorrichtung 48 bestimmen, ob der Motor 12 bei Bedingungen im Leerlauf, mit niedriger Belastung, mit normaler Belastung oder mit hoher Belastung arbeitet, und kann die Brennstoffmenge variieren, die zur Brennkammer 10 geliefert wird, und/oder sie kann die Brennstoffeinspritzung entsprechend zeitlich steuern. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 48 die Brennstoffmenge variieren, die zur Brennkammer 10 geliefert wird, indem sie die Dauer eines Einspritzereignisses steuert, wo es eine direkte Beziehung zwischen der Zeitdauer gibt, während der die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 offen ist (Brennstoff einspritzt) und der eingespritzten Brennstoffmenge. Auch kann die Steuervorrichtung 48 die Anzahl der Brennstoffeinspritzereignisse steuern und die Zeitsteuerung von jedem dieser Verbrennungsereignisse bezüglich des Verbrennungszyklus. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 48 die Brennstoffmenge und/oder den Brennstoffeinspritzzeitpunkt entsprechend Anweisungen von einem Fahrzeugbediener, Fahrzeuginstandhaltungspersonal usw. variieren kann. In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuervorrichtung 48 ein elektronisches Motorsteuermodul oder ein Brenn stoffeinspritzvorrichtungssteuermodul aufweisen, welches konfiguriert sein kann, um die oben erwähnten Funktionen auszuführen.The control signal may be selectively controlled by a control device 48 be generated as in 1 shown. The control device 48 can take many forms, including a computer-based system A microprocessor-based system comprising a microprocessor, a microcontroller, or any other suitable control circuit or system. The control device 48 may also include a memory for storing a control program for operating and controlling the combustion chamber 10 and related items. Furthermore, the control device 48 are associated with a set of sensors (not shown) that measure the revolutions per minute, the engine coolant temperature, the oil temperature, the piston position, the intake manifold pressure, the combustion chamber temperature, and / or the exhaust temperature. From the sensed information and / or values indicative thereof, the controller may 48 determine if the engine 12 operates at idle, low load, normal load, or high load conditions, and may vary the amount of fuel flowing to the combustor 10 is delivered, and / or it may timely control the fuel injection. For example, the control device 48 vary the amount of fuel to the combustion chamber 10 by controlling the duration of an injection event where there is a direct relationship between the time duration during which the fuel injector 42 is open (fuel injected) and the injected fuel quantity. Also, the control device 48 control the number of fuel injection events and the timing of each of these combustion events with respect to the combustion cycle. It is also considered that the control device 48 the amount of fuel and / or fuel injection timing may vary according to instructions from a vehicle operator, vehicle maintenance personnel, and so on. In one embodiment, the control device 48 an electronic engine control module or a fuel injector control module, which may be configured to perform the above-mentioned functions.

Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 48 ein einzelnes Brennstoffeinspritzereignis in eine Reihe von kleineren Brennstoffeinspritzereignissen aufteilen kann, die nacheinander über eine kurze Zeitperiode auftreten, wie beispielsweise über eine Zeitperiode von 3 Millisekunden oder weniger. Um einen solchen Effekt zu erreichen, kann die Steuervorrichtung 48 bewirken, dass die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen schnell umschaltet, und zwar ähnlich in einer Art und Weise einer Schwingungsbewegung. Während der Schwingungsbewegung kann Brennstoff eingespritzt werden, wenn die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 sich von der geschlossenen Position zu der geöffneten Position bewegt. Die Verwendung einer Vielzahl von kleinen eng beabstandeten Brennstoffeinspritzereignissen kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Brennstoff an den Wänden der Brennkammer 10 anhaftet, was somit eine effizientere und vollständigere Verbrennung gestattet.It is also considered that the control device 48 can split a single fuel injection event into a series of smaller fuel injection events that occur sequentially over a short period of time, such as over a time period of 3 milliseconds or less. To achieve such an effect, the control device 48 cause the fuel injector 42 switches quickly between open and closed positions, similar in a manner of vibratory motion. During the oscillatory motion, fuel may be injected when the fuel injector 42 moves from the closed position to the open position. The use of a plurality of small closely spaced fuel injection events may reduce the likelihood of having fuel on the walls of the combustor 10 attached, thus allowing a more efficient and complete combustion.

Die Steuervorrichtung 48 kann auch das Einlassventil 36 und/oder das Auslassventil 40 betreiben/betätigen. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung 48 eine Einlassventilbetätigungsvorrichtung („IVA = Intake valve actuator”) aufweisen, die konfiguriert ist, um das Einlassventil 36 zu betätigen, sodass das Einlassventil 36 sich zwischen einer geöffneten Position, in der Einlassluft in die Brennkammer 10 hinein und aus dieser heraus fließen kann, einer geschlossenen Position, in der Einlassluft nicht in die Brennkammer 10 eintreten kann oder aus ihr herausfließen kann, und Position dazwischen bewegen kann. Während des Betriebs des Motors 12 im ersten Betriebszustand kann die Einlassventilbetätigungsvorrichtung das Einlassventil 36 zu dem Zeitpunkt schließen, zu dem der Kolben 18 den unteren Totpunkt erreicht oder um diesen herum. In dem zweiten Betriebszustand kann die Einlassventilbetätigungsvorrichtung das Schließen des Einlassventils 36 bis kurz nach dem Zeitpunkt verzögern, zu dem der Kolben 18 beginnt, zum oberen Totpunkt hin während eines Verdichtungshubes zu laufen. Wenn der Kolben 18 den Verdichtungshub beginnt, kann somit die Einlassluft in der Brennkammer 10 immer noch aus der Brennkammer 10 durch das geöffnete Einlassventil 36 austre ten. Kurz danach kann die Einlassventilbetätigungsvorrichtung das Einlassventil 36 schließen. Weil ein Menge an Einlassluft aufgrund des verzögerten Schließens des Einlassventils 36 entwichen ist, kann ein kleineres Volumen der Einlassluft in der Brennkammer 10 im zweiten Betriebszustand im Vergleich zum ersten Betriebszustand angetroffen werden. Wenn weniger Luft in der Brennkammer 10 ist, kann die Verbrennung des Brennstoffes schwieriger werden. Somit kann im zweiten Betriebszustand erforderlich sein, dass der Kolben 18 zu einer Stelle näher an den oberen Totpunkt läuft, als dies im ersten Betriebszustand erforderlich wäre, um genügend Wärme und Druck in der Brennkammer 10 zu erzeugen, um die Verbrenhung einzuleiten (Zündung des Brennstoffes). Durch Verwendung der Einlassventilbetätigungsvorrichtung zur Einstellung der Menge der Einlassluft in der Brennkammer 10 kann die Steuervorrichtung 48 als solches den Zeitpunkt der Verbrennung bezüglich des Verbrennungszyklus steuern.The control device 48 can also be the inlet valve 36 and / or the exhaust valve 40 run / operate. For example, the control device 48 an intake valve actuator (IVA) configured to be the intake valve 36 to operate so that the inlet valve 36 between an open position, in the intake air into the combustion chamber 10 into and out of this, a closed position, in the intake air does not flow into the combustion chamber 10 can enter or flow out of it, and move position in between. During operation of the engine 12 In the first operating state, the inlet valve actuating device, the inlet valve 36 close at the time to which the piston 18 reached the bottom dead center or around it. In the second operating state, the intake valve actuating device may close the intake valve 36 until shortly after the time delay to which the piston 18 begins to go to top dead center during a compression stroke. When the piston 18 the compression stroke begins, thus can intake air in the combustion chamber 10 still out of the combustion chamber 10 through the opened inlet valve 36 Shortly thereafter, the intake valve operating device may be the intake valve 36 shut down. Because a lot of intake air due to the delayed closing of the intake valve 36 may leak, a smaller volume of intake air in the combustion chamber 10 be found in the second operating state compared to the first operating state. If less air in the combustion chamber 10 combustion of the fuel can be more difficult. Thus, in the second operating state may be required that the piston 18 to a point closer to top dead center than would be required in the first operating state to provide sufficient heat and pressure in the combustion chamber 10 to generate the combustion (ignition of the fuel). By using the intake valve actuating device to adjust the amount of intake air in the combustion chamber 10 can the control device 48 as such, control the timing of the combustion with respect to the combustion cycle.

Ein System 64 zur selektiven katalytischen Reduktion („SCR-System") kann in Strömungsmittelverbindung mit dem Auslassanschluss 38 sein. Das SCR-System 64 kann ein Reduktionsmittel in den Abgasstrom des Motors unter Verwendung einer Einspritzvorrichtung 67 einspritzen, wobei das Reduktionsmittel beispielsweise gasförmigen Ammoniak, Ammoniak in wässriger Lösung, wässrigen Harnstoff oder Ammoniak von einem (nicht gezeigten) Ammoniakgenerator aufweisen kann. Im Abgasstrom kann das Reduktionsmittel einen Hydrolyse-Vorgang ausführen und kann in zwei Nebenprodukte zersetzt werden, die beispielsweise gasförmigen Ammoniak und Kohlendioxyd aufweisen. Der Abgasstrom kann über einen SCR-Katalysator 66 geleitet werden, der Aluminium, Titan oder irgendein anderes geeignetes Metall oder eine Legierung als Träger aufweisen kann, und Platin, Vanadiumoxyd, Eisenoxyd, Molybdänoxyd oder Ähnliches als aktives Glied. Wenn der Abgasstrom über den SCR-Katalysator 66 geleitet wird, können die Nebenprodukte mit Stickoxyden („NOx") im Abgasstrom reagieren und das NOx zu molekularem Stickstoff reduzieren. Dies kann die NOx-Emissionen im Abgas verringern oder begrenzen. Typischerweise kann das SCR-System 64 NOx-Emissionen in Abgasströmen mit hoher Temperatur mit großer Effizienz reduzieren, jedoch kann das SCR-System 64 die NOx-Emissionen in Abgasströmen mit niedrigerer Temperatur mit weniger Effizienz reduzieren. Beispielsweise kann der SCR-Katalysator 66 effizient arbeiten, wenn er mit einem Abgasstrom beliefert wird, der eine Temperatur von ungefähr 200°C oder größer hat. Jedoch kann ein Betrieb des Motors 12 im Leerlauf oder mit niedriger Belastung einen Abgasstrom mit einer Temperatur von irgendwo zwischen ungefähr 90° und 200°C erzeugen, der, wenn er zum SCR-Katalysator 66 geliefert wird, nicht warm genug sein kann, um vollständig die zuvor erwähnten Reaktionen einzuleiten.A system 64 selective catalytic reduction ("SCR system") may be in fluid communication with the outlet port 38 be. The SCR system 64 For example, a reductant may be added to the exhaust stream of the engine using an injector 67 Inject, wherein the reducing agent, for example, gaseous ammonia, Ammonia in aqueous solution, aqueous urea or ammonia from an ammonia generator (not shown). In the exhaust gas stream, the reducing agent may carry out a hydrolysis process and may be decomposed into two byproducts, for example comprising gaseous ammonia and carbon dioxide. The exhaust gas flow can be via an SCR catalytic converter 66 which may comprise aluminum, titanium or any other suitable metal or alloy as a carrier, and platinum, vanadium oxide, iron oxide, molybdenum oxide or the like as an active member. When the exhaust flow through the SCR catalyst 66 The by-products can react with nitrogen oxides ("NOx") in the exhaust stream and reduce the NOx to molecular nitrogen, which can reduce or limit NOx emissions in the exhaust gas 64 However, the SCR system can reduce NOx emissions in high temperature exhaust gas streams with great efficiency 64 reduce NOx emissions in lower temperature exhaust gas streams with less efficiency. For example, the SCR catalyst 66 work efficiently when supplied with an exhaust stream having a temperature of about 200 ° C or greater. However, an operation of the engine 12 at idle or at low load, produce a flow of exhaust gas at a temperature somewhere between about 90 ° and 200 ° C which, when entering the SCR catalyst 66 can not be warm enough to fully initiate the aforementioned reactions.

Ein Dieselpartikelfilter 68 („DPF") kann in Strömungsmittelverbindung mit dem SCR-System 64 stromabwärts des SCR-Katalysators 66 sein. Der Dieselpartikelfilter 68 kann irgendeine Bauart eines Filters aufweisen, die in der Technik bekannt ist, wie beispielsweise einen Schaumcordieritfilter, einen Sintermetallfilter, einen Keramikfilter oder einen Siliziumcarbidfilter. Der Dieselpartikelfilter 68 kann weiter Katalysatormaterialien enthalten, die beispielsweise Aluminium, Platin, Rhodium, Barium, Cer und/oder Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Seltenerdmetalle oder Kombinationen davon aufweisen. Weiterhin kann zumindest ein Teil des Dieselpartikelfilters 68 in einer Honeycomb- bzw. Wabenkonfiguration, in einer Gitterkonfiguration und/oder einer anderen geeigneten Konfiguration angeordnet sein, die für die Filterung der Verunreinigungen sorgen kann, wenn der Abgasstrom durch den Dieselpartikelfilter 68 läuft.A diesel particulate filter 68 ("DPF") may be in fluid communication with the SCR system 64 downstream of the SCR catalyst 66 be. The diesel particulate filter 68 may be of any type of filter known in the art, such as a foam cordierite filter, a sintered metal filter, a ceramic filter, or a silicon carbide filter. The diesel particulate filter 68 may further contain catalyst materials comprising, for example, aluminum, platinum, rhodium, barium, cerium and / or alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals or combinations thereof. Furthermore, at least a part of the diesel particulate filter 68 be arranged in a honeycomb or honeycomb configuration, in a grid configuration and / or other suitable configuration that can provide for the filtering of the contaminants when the exhaust gas flow through the diesel particulate filter 68 running.

Ein Verfahren zum Einrichten eines Aspektes dieser Offenbarung ist in 4 gezeigt. Das Verfahren kann mit dem Starten des Motors 12 beginnen (Schritt 50). Der nächste Schritt kann aufweisen, einen oder mehrere Parameter zu bestimmen, die mit dem Motor 12 assoziiert sind (Schritt 52). Die Motorparameter können die abgefühlten Werte aufweisen, Werte, die diese anzeigen und/oder Werte, die darauf basierend berechnet wurden. Wenn ein oder mehrere der Motorparameter außerhalb eines vorbestimmten Bereiches von Werten sind (Schritt 54), dann kann die Steuervorrichtung 48 die Brennstoffeinspritzzeitsteuerung derart einstellen, dass der Motor 12 im zweiten Betriebszustand arbeiten kann (Schritt 56). Wenn der eine Motorparameter oder die Vielzahl von Motorparametern in dem vorbestimmten Bereich sind, dann kann der Motor 12 die Brennstoffeinspritzzeitsteuerung derart einstellen, dass der Motor 12 im ersten Betriebszustand arbeiten kann (Schritt 58). Bis der Motor 12 ausgeschaltet wird (Schritt 60), kann die Steuervorrichtung 48 kontinuierlich Motorparameter überwachen und kann basierend auf diesen Informationen selektiv den Motor 12 in die ersten und zweiten Betriebszustände bringen. Sobald der Motor 12 ausgeschaltet wird, kann der Prozess oder das Verfahren enden (Schritt 62).One method of establishing an aspect of this disclosure is in 4 shown. The procedure may start with the engine 12 begin (step 50 ). The next step may include determining one or more parameters associated with the engine 12 are associated (step 52 ). The engine parameters may include the sensed values, values indicative thereof, and / or values calculated based thereon. If one or more of the engine parameters are outside of a predetermined range of values (step 54 ), then the control device 48 set the fuel injection timing so that the engine 12 can operate in the second operating state (step 56 ). If the one or more engine parameters are in the predetermined range, then the engine may 12 set the fuel injection timing so that the engine 12 can work in the first operating state (step 58 ). Until the engine 12 is switched off (step 60 ), the control device 48 continuously monitor engine parameters and can selectively based on this information the engine 12 into the first and second operating states. Once the engine 12 is turned off, the process or procedure may end (step 62 ).

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Der offenbarte Verbrennungsmotor 12 kann Anwendung bei mit Diesel angetriebenen Arbeitsmaschinen haben. Der Motor 12 kann spezielle Anwendbarkeit bei einer Anpassung zur Verringerung der Menge der unerwünschten Emissionen in dem Abgas der Arbeitsmaschine haben, ohne beträchtlich den Gesamtbrennstoffverbrauch und/oder den Energieaufwand zu steigern, wenn die Arbeitsmaschine unter Bedingungen im Leerlauf oder mit niedriger Belastung arbeitet.The disclosed internal combustion engine 12 can be used on diesel driven machines. The motor 12 may have particular applicability to adapting to reduce the amount of undesirable emissions in the exhaust of the work machine without significantly increasing the overall fuel consumption and / or energy expenditure when the work machine is operating under idle or low load conditions.

Strengere Emissionsstandards haben Versuche zur Verringerung von Rauch bzw. Ruß und NOx-Nebenprodukten des Verbrennungsprozesses für die Motoren nötig gemacht, während sie den Brennstoffwirkungsgrad beibehalten haben oder verbessert haben. Unter Bedingungen mit normaler bis hoher Motorbelastung, wo der Motor 12 in dem, was als ein erster Betriebszustand bezeichnet werden kann, betrieben werden kann, kann ein Abgasstrom mit relativ hoher Temperatur erzeugt werden, der die notwendige Wärme für einen Katalysator 66 für selektive katalytische Reduktion („SCR-Katalysator") und/oder einen Dieselpartikelfilter („DPF") 68 nötig ist, um wirkungsvoll zu arbeiten, um die Menge der Rauch- und NOx-Nebenprodukte im Abgasstrom zu verringern.More stringent emissions standards have made attempts to reduce the smoke and NOx by-products of the combustion process to the engines while maintaining or improving fuel efficiency. Under conditions of normal to high engine load, where the engine 12 In what may be termed a first operating condition, a relatively high temperature exhaust stream may be generated which provides the necessary heat for a catalyst 66 for selective catalytic reduction ("SCR catalyst") and / or a diesel particulate filter ("DPF") 68 necessary to work effectively to reduce the amount of smoke and NOx by-products in the exhaust stream.

Unter Bedingungen mit normaler bis hoher Motorbelastung, wie beispielsweise wenn der Motor 12 über 25% Belastung läuft (ungefähr 600 kPA mittlerer Wirkungsdruck (BMEP)), falls der Motor 12 keine Abgasrückzirkulations- bzw. Abgasrückführungsanordnung („AGR-Anordnung") hat, oder über 50% Belastung (ungefähr 1200 kPa mittlerer Wirkungsdruck), falls der Motor 12 eine Abgasrückzirkulationsanordnung hat, kann der Motor 12 im ersten Betriebszustand arbeiten. Das Arbeiten im ersten Betriebszustand kann aufweisen, eine erste Brennstoffmenge (eine Pilot- bzw. Voreinspritzung) in eine Brennkammer 10 unter Verwendung ei ner Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 einzuspritzen, während ein Kolben 18 auf oder nahe der unteren Totpunktposition („BDC” = bottom dead center) gelegen sein kann. Die Voreinspritzung kann sich mit der Einlassluft vermischen, die schon in der Brennkammer 10 ist, wenn der Kolben 18 einen Kompressions- bzw. Verdichtungshub ausführt, wobei er sich vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt („TDC” = top dead center) bewegt. Die Mischung aus Voreinspritzung und Einspritzluft kann verbrennen, wenn eine ausreichende Temperatur und ein ausreichender Druck erreicht werden. Auch kann eine zweite Brennstoffmenge (eine Haupteinspritzung) in die Brennkammer 10 durch die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 eingespritzt werden, und zwar gleichzeitig damit, dass die Verbrennungstemperatur der Mischung aus Voreinspritzung und Einspritzluft erreicht wird, oder geringfügig davor. Die Haupteinspritzung kann darauf hin zünden, dass sie in die Mischung aus Voreinspritzung und Einlassluft eingespritzt wird, oder direkt danach. Die Wärme zur Zündung der Haupteinspritzung kann durch die Wärme geliefert werden, die durch die Kompression und/oder Verbrennung der Mischung aus Voreinspritzung und Einlassluft erzeugt wird. Im ersten Betriebszustand kann die Temperatur des vom Motor 12 erzeugten Abgasstroms auf oder über 200°C sein, und somit kann die Temperatur des SCR-Katalysators 66 auf oder über 200°C sein, was gestattet, dass der SCR-Katalysator 66 effizient NOx aus dem Abgasstrom entfernt. Zusätzlich oder alternativ kann die Voreinspritzung im ersten Betriebszustand weggelassen werden und die Haupteinspritzung kann durch die Wärme zünden, die alleine durch die Verdichtung der Einlassluft geliefert wird, und nicht durch eine Mischung aus Einlassluft und Brennstoff.Under conditions of normal to high engine load, such as when the engine is running 12 running over 25% load (about 600 kPA mean effective pressure (BMEP)) if the engine 12 has no exhaust gas recirculation ("EGR") arrangement, or over 50% load (about 1200 kPa mean effective pressure) if the engine 12 has an exhaust gas recirculation arrangement, the engine 12 to work in the first operating state. Working in the first operating can have a first amount of fuel (a pilot or pre-injection) in a combustion chamber 10 using a fuel injection device 42 to inject while a piston 18 may be located at or near the bottom dead center position ("BDC"). The pilot injection can mix with the intake air already in the combustion chamber 10 is when the piston 18 performs a compression stroke, moving from bottom dead center to top dead center ("TDC"). The mixture of pre-injection and injection air may burn if sufficient temperature and pressure are achieved. Also, a second amount of fuel (a main injection) into the combustion chamber 10 through the fuel injector 42 at the same time that the combustion temperature of the mixture of pre-injection and injection air is reached, or slightly before. The main injection may ignite that it is injected into the mixture of pilot injection and intake air, or immediately thereafter. The heat for ignition of the main injection may be provided by the heat generated by the compression and / or combustion of the mixture of pilot injection and intake air. In the first operating condition, the temperature of the engine 12 generated exhaust gas stream be at or above 200 ° C, and thus the temperature of the SCR catalyst 66 be at or above 200 ° C, which allows the SCR catalyst 66 efficiently removes NOx from the exhaust stream. Additionally or alternatively, the pilot injection may be omitted in the first operating state, and the main injection may be ignited by the heat provided solely by the compression of the intake air and not by a mixture of intake air and fuel.

Bei Bedingungen im Leerlauf oder mit niedriger Motorbelastung, wie beispielsweise, wenn der Motor 12 auf oder unter 25% Belastung (ungefähr 600 kPa mittlerer Wirkungsdruck) arbeitet, wenn der Motor 12 keine Abgasrückzirkulationsanordnung („AGR-Anordnung") hat, oder unter 50% Belastung (ungefähr 1200 kPa mittlerer Wirkungsdruck), wenn der Motor 12 eine Abgasrückzirkulationsanordnung hat, kann der Motor 12 in einem zweiten Betriebszustand arbeiten. Unter diesen Bedingungen kann die Leistung des SCR-Katalysators 66 stark abnehmen, weil die Temperatur des vom Motor 12 erzeugten Abgasstroms in einen Bereich irgendwo zwischen ungefähr 90 und 200°C fallen kann. Der zweite Betriebszustand kann in dem Motorzyklus des Motors 12 vorgesehen sein, um die Rauch- und NOx-Nebenprodukte zu verringern, während der Brennstoffwirkungsgrad beibehalten oder verbessert wird. Der zweite Betriebszustand kann genauer als ein gesteuerter Selbstzündungsbetriebszustand bzw. CAI-Betriebszustand bezeichnet werden (CAI = controlled autoignition). Der Verbrennungsprozess im zweiten Betriebszustand kann im Wesentlichen eine gleichzeitige Verbrennung an einer Vielzahl von Stellen in einer brennbaren Mischung aufweisen und kann die Haupteinspritzung vermeiden, die mit dem ersten Betriebszustand assoziiert ist. Diese Verteilung der Verbrennung über die gesamte Mischung kann die Bildung von Flammenfronten und lokalen Hochtemperaturregionen verhindern, die mit dem Betrieb des Motors 12 im ersten Betriebszustand assoziiert sind, und kann dadurch die Rauch- und NOx-Nebenprodukte im Abgasstrom des Motors 12 verringern, wenn er unter Bedingungen im Leerlauf oder mit niedriger Belastung arbeitet.Under idle or low engine load conditions, such as when the engine is running 12 operating at or below 25% load (approximately 600 kPa mean effective pressure) when the engine is running 12 has no exhaust gas recirculation ("EGR") arrangement or under 50% load (approximately 1200 kPa mean effective pressure) when the engine is running 12 has an exhaust gas recirculation arrangement, the engine 12 working in a second operating state. Under these conditions, the performance of the SCR catalyst 66 decrease sharply, because the temperature of the engine 12 generated exhaust stream may fall within a range somewhere between about 90 and 200 ° C. The second operating state may be in the engine cycle of the engine 12 be provided to reduce the smoke and NOx by-products while maintaining or improving fuel efficiency. The second operating state may be more accurately referred to as a controlled autoignition (CAI) mode. The combustion process in the second operating state may have substantially simultaneous combustion at a plurality of locations in a combustible mixture and may avoid the main injection associated with the first operating state. This distribution of combustion throughout the mixture can prevent the formation of flame fronts and high temperature local regions associated with the operation of the engine 12 be associated in the first operating state, and thereby the smoke and NOx by-products in the exhaust stream of the engine 12 when working under idle or low load conditions.

Der Betrieb des Motors 12 im zweiten Betriebszustand kann die Schritte aufweisen, Luft in die Brennkammer 10 zu liefern, Brennstoff in die Brennkammer 10 unter Verwendung der Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 einzuspritzen, um zu gestatten, dass die Luft und der Brennstoff eine homogene Mischung bilden, und die homogene Mischung in der Brennkammer 10 zu komprimieren bis sie selbst zündet. Die Selbstzündung kann auftreten, wenn die Wärme des komprimierten Gases ausreicht, um den Brennstoff zu zünden. Die Mischung aus Luft und Brennstoff kann homogen sein, wenn sie eine gleichförmige Zusammensetzung, Erscheinung und Eigenschaften in der gesamten Mischung hat. Die Luft und der Brennstoff können heterogen sein, wobei der Brennstoff und die Luft im Wesentlichen getrennt sind und sich nicht vollständig vermischt haben.The operation of the engine 12 in the second operating state, the steps may include introducing air into the combustion chamber 10 to deliver fuel to the combustion chamber 10 using the fuel injector 42 in order to allow the air and fuel to form a homogeneous mixture, and the homogeneous mixture in the combustion chamber 10 to compress until it ignites itself. Auto-ignition may occur when the heat of the compressed gas is sufficient to ignite the fuel. The mixture of air and fuel can be homogeneous if it has a uniform composition, appearance and properties throughout the mixture. The air and fuel may be heterogeneous with the fuel and air substantially separated and not completely mixed.

In einigen Ausführungsbeispielen kann der Einspritzschritt während eines Bereiches von Kolbenpositionen eingeleitet werden, die von ungefähr 90 bis 40 Grad vor dem oberen Totpunkt reichen. Die genaue Zeitsteuerung der Brennstoffeinspritzung kann elektronisch durch eine Steuervorrichtung 48 gesteuert werden, und die optimale Zeitsteuerung bzw. der optimale Zeitpunkt können sowohl von der Motorkonstruktion als auch von seiner Drehzahl und seiner Belastung abhängen. Es wird auch in Betracht gezogen, dass andere Gase zur Brennkammer 10 geliefert werden können, wie beispielsweise Abgase, die von dem Abgasrückzirkulationssystem („AGR-System") geliefert werden (nicht gezeigt), die die Temperatur der komprimierten homogenen Mischung vergrößern können, um dabei zu helfen, die Selbstzündung zu bewirken. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 48 auch den Zeitpunkt der Selbstzündung durch Steuerung und/oder Verzögerung des Öffnens und des Schließens eines Einlassventils 36 beeinflussen kann, welches selektiv die Brennkammer 10 in und außer Strömungsmittelverbindung mit einer (nicht gezeigten) Lufteinlasssammelleitung des Motors 12 bringt.In some embodiments, the injection step may be initiated during a range of piston positions ranging from approximately 90 to 40 degrees before top dead center. The precise timing of fuel injection may be controlled electronically by a controller 48 can be controlled, and the optimum timing or timing may depend on both the engine design and its speed and load. It is also considered that other gases go to the combustion chamber 10 can be supplied, such as exhaust gases supplied by the EGR system (not shown), which can increase the temperature of the compressed homogeneous mixture to help cause auto-ignition Considered that the control device 48 also the time of the self-ignition by controlling and / or delaying the opening and closing of an intake valve 36 can affect which selectively the combustion chamber 10 in and out of fluid communication with an air intake manifold (not shown) of the engine 12 brings.

3, welche den Betrieb des Motors 12 im zweiten Betriebszustand während Bedingungen im Leerlauf oder mit niedriger Belastung darstellt, veranschaulicht den Kompressions- bzw. Verdichtungshub des Kolbens 18 an einer Kolbenposition von ungefähr 50 Grad vor dem oberen Totpunkt. An diesem Punkt im Verbrennungszyklus kann die Einlassluft in die Brennkammer 10 eingetreten sein und kann komprimiert worden sein und mit dem Brennstoff vermischt worden sein, der aus der Düse 44 eingespritzt wird. Wie oben erwähnt, können andere Gase in der Brennkammer 10 vorhanden sein, beispielsweise können Abgase durch das (nicht gezeigte) Abgasrückzirkulationssystem vorhanden sein. Der eingespritzte Brennstoff, beispielsweise Dieselbrennstoff, kann Brennstoffwolken 70 in der Brennkammer 10 bilden. Wenn der Kolben 18 zum oberen Totpunkt von 50 Grad vor dem oberen Totpunkt voranläuft, können der Brennstoff und die Luft ausreichend Zeit haben, um sich homogen miteinander zu vermischen. Die homogene Mischung kann komprimiert werden und schließlich selbst zünden, wenn der Druck in der Brennkammer 10 einen Schwellenselbstzündungsdruck der homogenen Mischung überschreitet. Wie in dieser Offenbarung klar wird, kann die Einleitung bzw. Initialisierung der Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 dem entsprechen, dass die Steuervorrichtung 48 ein elektrisches Steuersignal sendet, welches die Brennstoffeinspritzvorrichtung 42 zur Brennstoffeinspritzung erregt, und/oder das Betätigen von einem oder mehreren Ventilen (nicht gezeigt), um dieses zu erreichen. Durch Steuerung der Brennstoffeinspritzvorrichtungszeitsteuerung kann die Steuervorrichtung 48 selektiv den Motor 12 in die ersten und zweiten Betriebszustände abhängig von den Motorbelastungsbedingungen bringen. 3 which the operation of the engine 12 in the second operating state during conditions in Idle or low load illustrates the compression stroke of the piston 18 at a piston position of about 50 degrees before top dead center. At this point in the combustion cycle, the intake air into the combustion chamber 10 have occurred and may have been compressed and mixed with the fuel coming out of the nozzle 44 is injected. As mentioned above, other gases in the combustion chamber 10 For example, exhaust gases may be present through the exhaust gas recirculation system (not shown). The injected fuel, for example diesel fuel, may be fuel clouds 70 in the combustion chamber 10 form. When the piston 18 leading to top dead center of 50 degrees before top dead center, the fuel and air may have sufficient time to mix homogeneously with one another. The homogeneous mixture can be compressed and eventually ignite itself when the pressure in the combustion chamber 10 exceeds a threshold auto-ignition pressure of the homogeneous mixture. As will become clear in this disclosure, the initiation of the fuel injector 42 that correspond to the control device 48 sends an electrical control signal representing the fuel injector 42 for energizing fuel, and / or actuating one or more valves (not shown) to achieve this. By controlling the fuel injector timing, the control device may 48 selectively the engine 12 into the first and second operating states depending on the engine load conditions.

Die Fähigkeit, den Motorbetrieb vom ersten Betriebszustand während Bedingungen mit hoher Belastung in den zweiten Betriebszustand während Bedingungen im Leerlauf oder mit niedriger Belastung umzuschalten, kann aus vielen Gründen wünschenswert sein. Der Verbrennungsprozess im zweiten Betriebszustand kann verringerten Rauch bzw. Ruß, verringertes NOx und eine Verringerung an unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgasstrom des Motors 12 vorsehen, und zwar durch Verringerung der Bildung von schädlichen Hochtemperaturregionen in der Brennkammer 10, was somit verbesserte Emissionen und eine bessere Brennstoffausnutzung während Bedingungen im Leerlauf und mit niedriger Belastung zur Folge hat. Aufgrund der Verringerung der Menge an Verunreinigungen im Abgasstrom kann weiterhin ein häufiges Blockieren oder Verstopfen des SCR-Katalysators und/oder des Dieselpartikelfilters durch eingefangene Verunreinigungen vermieden werden, und so kann die Regeneration weniger oft oder überhaupt nicht ausgeführt werden, während der Motor 12 im zweiten Betriebszustand arbeitet. Da die Regeneration typischerweise zusätzlichen Brennstoff und/oder zusätzliche Energie erfordern kann, kann das Vermeiden einer Regeneration die Brennstoff- und/oder Energiekosten reduzieren, die mit dem Betrieb des Motors 12 assoziiert sind.The ability to switch engine operation from the first operating state during high load conditions to the second operating state during idle or low load conditions may be desirable for many reasons. The combustion process in the second operating state may include reduced smoke, reduced NOx and a decrease in unburned hydrocarbons in the exhaust stream of the engine 12 provide by reducing the formation of harmful high temperature regions in the combustion chamber 10 thus resulting in improved emissions and better fuel economy during idle and low load conditions. Further, due to the reduction in the amount of contaminants in the exhaust stream, frequent blockage or clogging of the SCR catalyst and / or diesel particulate filter by trapped impurities can be avoided, and thus regeneration can be performed less often or not at all while the engine is running 12 works in the second operating state. Since regeneration may typically require additional fuel and / or energy, avoiding regeneration can reduce the fuel and / or energy costs associated with operating the engine 12 are associated.

Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten System und dem offenbarten Verfahren vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich werden andere Ausführungsbeispiele des offenbarten Systems und des Verfahrens dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations on the disclosed system and method can be made without departing from the scope of the disclosure departing. In addition, other embodiments of the disclosed system and method to those skilled in the art Consideration of the description will become apparent. It is intended, that the description and examples are considered as exemplary only being a true scope of the disclosure by the following Claims and their equivalent designs will be shown.

ZusammenfassungSummary

SYSTEM ZUR SELEKTIVEN HOMOGENEN KOMPRESSIONSZÜNDUNGSYSTEM FOR SELECTIVE HOMOGENEOUS COMPRESSION IGNITION

Ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors kann aufweisen, selektiv den Motor in einem ersten Betriebszustand zu betreiben, wobei Brennstoff in das komprimierte Strömungsmittel eingespritzt werden kann, um eine im Wesentlichen heterogene Mischung aus Brennstoff und komprimiertem Strömungsmittel zu erzeugen, und wobei Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Strömungsmittels gezündet werden kann. Das Verfahren kann auch aufweisen, selektiv den Motor in einem zweiten Betriebszustand zu betreiben, wobei Brennstoff in das Gas eingespritzt wird, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Gas und Brennstoff zu erzeugen, wobei die im Wesentlichen homogene Mischung komprimiert wird und der Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Gases gezündet wird. Das Verfahren kann weiter aufweisen, um gemäß Motorbedingungen zu bestimmen, ob der Motor im ersten oder zweiten Betriebszustand zu betreiben ist. One Method for operating an internal combustion engine may comprise, selectively to operate the engine in a first operating state, wherein fuel injected into the compressed fluid can be a substantially heterogeneous mixture of fuel and compressed fluid, and wherein Fuel by the heat of the compressed fluid can be ignited. The method may also include selectively operate the engine in a second operating condition, wherein fuel is injected into the gas to a substantially homogeneous mixture of gas and fuel to produce, the essentially homogeneous mixture is compressed and the fuel ignited by the heat of the compressed gas becomes. The method may further include engine conditions to determine if the engine is in first or second operating condition to operate.

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  • - US 6823660 [0003] US 6823660 [0003]

Claims (10)

Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors 12, welches Folgendes aufweist: selektives Betreiben des Motors im ersten Betriebszustand, wobei Brennstoff in komprimiertes Strömungsmittel eingespritzt wird, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Brennstoff und komprimiertem Strömungsmittel zu erzeugen, und wobei der Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Strömungsmittels gezündet wird; selektives Betreiben des Motors in einem zweiten Betriebszustand, in dem Brennstoff in ein Gas eingespritzt wird, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Gas und Brennstoff zu erzeugen, wobei die im Wesentlichen homogene Mischung komprimiert wird und der Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Gases gezündet wird; und Bestimmen, ob der Motor im ersten oder zweiten Betriebszustand zu betreiben ist, und zwar gemäß Motorbedingungen.Method for operating an internal combustion engine 12 comprising selectively operating the engine in the first mode of operation, wherein fuel is injected into compressed fluid to produce a substantially homogeneous mixture of fuel and compressed fluid, and wherein the fuel is ignited by the heat of the compressed fluid; selectively operating the engine in a second mode of operation, wherein fuel is injected into a gas to produce a substantially homogeneous mixture of gas and fuel, wherein the substantially homogeneous mixture is compressed and the fuel is ignited by the heat of the compressed gas ; and determining whether the engine is to be operated in the first or second operating state according to engine conditions. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter aufweist, den Motor (12) mit mindestens einem Kolben (18) zu versehen, wobei Brennstoff im ersten Betriebszustand näher an einer oberen Totpunktposition des Kolbens eingespritzt wird als im zweiten Betriebszustand.The method of claim 1, further comprising, the engine ( 12 ) with at least one piston ( 18 ), wherein fuel in the first operating state is injected closer to a top dead center position of the piston than in the second operating state. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter aufweist, den Motor (12) mit einem Katalysator (66) zur selektiven katalytischen Reduktion zu versehen, wobei der Motor im zweiten Betriebszustand betrieben wird, wenn die Temperatur des Katalysators zur selektiven katalytischen Reduktion unter einem Schwellenniveau ist.The method of claim 1, further comprising, the engine ( 12 ) with a catalyst ( 66 ) for selective catalytic reduction, wherein the engine is operated in the second mode of operation when the temperature of the selective catalytic reduction catalyst is below a threshold level. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Schwellenniveau ungefähr 200°C ist.The method of claim 3, wherein the threshold level is about 200 ° C. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiter aufweist, den Motor (12) im zweiten Betriebszustand zu betreiben, wenn der Motor im Leerlauf ist.The method of claim 1, further comprising, the engine ( 12 ) in the second operating state when the engine is idling. Verbrennungsmotor (12), der Folgendes aufweist: eine Brennkammer (10), die einen Kolben (18) und einen Zylinder (14, 16) aufweist; und eine Brennstoffeinspritzsteuervorrichtung (48), die selektiv den Motor in den ersten und zweiten Betriebszuständen betreibt und den Betriebszustand entsprechend Motorbedingungen auswählt; wobei im ersten Betriebszustand der Brennstoff in komprimiertes Strömungsmittel eingespritzt wird, um eine im Wesentlichen heterogene Mischung aus Brennstoff und komprimiertem Strömungsmittel zu erzeugen, und wobei der Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Strömungsmittels gezündet wird; und wobei der Brennstoff im zweiten Betriebeszustand in ein Gas eingespritzt wird, um eine im Wesentlichen homogene Mischung aus Gas und Brennstoff zu erzeugen, wobei die im Wesentlichen homogene Mischung komprimiert wird und der Brennstoff durch die Wärme des komprimierten Gases gezündet wird.Internal combustion engine ( 12 ) comprising: a combustion chamber ( 10 ), which has a piston ( 18 ) and a cylinder ( 14 . 16 ) having; and a fuel injection control device ( 48 ) selectively operating the engine in the first and second operating conditions and selecting the operating condition according to engine conditions; wherein, in the first operating state, the fuel is injected into compressed fluid to produce a substantially heterogeneous mixture of fuel and compressed fluid, and wherein the fuel is ignited by the heat of the compressed fluid; and wherein the fuel in the second operating state is injected into a gas to produce a substantially homogeneous mixture of gas and fuel, wherein the substantially homogeneous mixture is compressed and the fuel is ignited by the heat of the compressed gas. Motor (12) nach Anspruch 6, wobei Brennstoff im ersten Betriebszustand näher an einer oberen Totpunktposition des Kolbens eingespritzt wird als im zweiten Betriebszustand.Engine ( 12 ) according to claim 6, wherein fuel in the first operating state is injected closer to a top dead center position of the piston than in the second operating state. Motor (12) nach Anspruch 6, welcher weiter eine Katalysator (66) zur selektiven katalytischen Reduktion aufweist, wobei der Motor im zweiten Betriebszustand dann betrieben wird, wenn die Temperatur des Katalysators zur selektiven katalytischen Reduktion unter einem Schwellenniveau ist.Engine ( 12 ) according to claim 6, which further comprises a catalyst ( 66 ) for selective catalytic reduction, wherein the engine is operated in the second mode of operation when the temperature of the selective catalytic reduction catalyst is below a threshold level. Motor (12) nach Anspruch 8, wobei das Schwellenniveau ungefähr 200°C ist.Engine ( 12 ) according to claim 8, wherein the threshold level is about 200 ° C. Arbeitsmaschine, die einen Verbrennungsmotor (12) nach einem der Ansprüche 6–9 aufweist.Work machine that has an internal combustion engine ( 12 ) according to any one of claims 6-9.
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