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DE60009286T2 - Verfahren zur abgasreinigung von brennkraftmaschinen - Google Patents

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DE60009286T2
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Germany
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internal combustion
combustion engine
generator
electric motor
crankshaft
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Göran ALMKVIST
Karin Thorn
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Volvo Car Corp
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermindern der Emissionen in den Abgasen eines Verbrennungsmotors, der zumindest einen Zylinder, zu welchem ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wenn eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors veranlasst wird, zu rotieren, mindestens ein Einlassventil, mindestens ein Auslassventil und einen Kolben, der sich zwischen einer oberen Totpunktposition und einer unteren Totpunktposition in dem Zylinder hin- und herbewegt, aufweist.
  • In Verbrennungsmotoren ist es wünschenswert, Substanzen oder Emissionen zu vermindern, die in den Abgasen des Verbrennungsmotors vorhanden sind, um hierdurch eine Verschmutzung der Umwelt zu vermindern und gesetzliche Anforderungen für Verbrennungsmotoren zu erfüllen. In den Abgasen vorhandene Emissionen umfassen unter anderem Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen HC und Stickoxide NOx.
  • Um diese Emissionen in den Abgasen zu vermindern, ist der Verbrennungsmotor mit einem Katalysator ausgestattet, der mittels einer chemischen Reaktion diese unerwünschten Emissionen vollständig verbrennt. Die chemische Reaktion in dem Katalysator tritt nur auf, wenn der Katalysator eine vorbestimmte Arbeitstemperatur erreicht hat, die nach einer vorbestimmten Betriebszeit des Verbrennungsmotors erreicht wird. Wenn der Motor kaltgestartet wird, gibt es daher keine Verminderung der oben genannten, unerwünschten Emissionen in dem Katalysator.
  • Es sind Anordnungen bekannt, die den Katalysator erwärmen, wenn der Verbrennungsmotor kaltgestartet wird, um schnell eine erwünschte Arbeitstemperatur des Katalysators zu erreichen, um es hierdurch zu ermöglichen, die unerwünschten Emissionen in den Abgasen des Verbrennungsmotors in einer frühen Phase zu vermindern. In einer derartigen bekannten Anordnung ist ein elektrisches Erwärmungselement in dem Katalysator angeordnet. Diese Anordnung macht den Katalysator kompliziert und teuer in der Herstellung.
  • Verbrennungsmotoren, die Anlasser/Generatoren einsetzen, sind bekannt. In einem Viertaktmotor beträgt eine übliche Öffnungszeit für das Auslassventil bzw. die Auslassventile 45° – 60° vor dem unteren Totpunkt.
  • Ein weiteres Problem, das entsteht, wenn Verbrennungsmotoren kaltgestartet werden, ist dass eine vergleichsweise große Menge an Kraftstoff in Bezug auf die zugeführte Luft, das heißt ein fettes Luft-/Kraftstoffgemisch, zu dem Verbrennungsmotor zugeführt werden muss, damit der Verbrennungsmotor anspringt und der Verbrennungsmotor in der Lage sein wird, im Leerlauf mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl zu arbeiten. Dieses fette Luft-/Kraftstoffgemisch wird ebenso zugeführt, damit der Verbrennungsmotor bereit sein wird, ein erhöhtes Drehmoment bereitzustellen, wenn das Gaspedal betätigt wird. Die Betriebsfähigkeit des Verbrennungsmotors wird hierdurch sichergestellt, bevor der Verbrennungsmotor seine Betriebstemperatur erreicht hat.
  • Die Abwesenheit einer Emissionssteuerung in dem Katalysator und das fette Luft-/Kraftstoffgemisch führen dazu, dass der Gehalt von Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen HC und Stickoxiden NOx, die von dem Verbrennungsmotor ausgestoßen werden, hoch ist, wenn der Verbrennungsmotor kaltgestartet wird.
  • Es wurden bereits früher Versuche unternommen, die Kraftstoffmenge in Bezug auf die zugeführte Luft zu vermindern, das heißt den Verbrennungsmotor mit einem magereren Luft-/Kraftstoffgemisch zu betreiben, wenn der Verbrennungsmotor kaltgestartet wird. Dies hat nichtsdestotrotz dazu geführt, dass der Verbrennungsmotor sehr ungleichmäßig im Leerlauf arbeitet und dass die Betriebsbereitschaft des Verbrennungsmotors gering ist. Der Grund, dass die Drehzahl während des Leerlaufs variierte, ist dass das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment sehr empfindlich gegenüber Variationen des Lambda-Werts des Luft/Kraftstoffgemischs, welches zu dem Zylinderraum des Verbrennungsmotors zugeführt wird, ist, wenn das Luft/Kraftstoffgemisch mager ist. Die Definition des Lambda-Werts oder des Überschussluftfaktors (excess air factor), als welcher er ebenso bekannt ist, ist die zugeführte Ist-Luftmenge geteilt durch die Luftmenge, die theoretisch zur vollständigen Verbrennung erforderlich ist. Falls der Lambda-Wert größer als eins ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch mager, und falls der Lambda-Wert kleiner als eins ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch fett.
  • Der von einem Kraftstoffeinspritzventil zugeführte Kraftstoff kann genau mittels eines Kraftstoffeinspritzsystems des Verbrennungsmotors gesteuert werden, um somit einen im wesentliche konstanten Lambda-Wert für das zugeführte Luft/Kraftstoffgemisch zu erhalten. Wenn der Verbrennungsmotor kalt ist, wird allerdings Kraftstoff an den vergleichsweise kalten Enden in der Einlassleitung und in dem Zylinder kondensieren. Der kondensierte Kraftstoff an den Wänden wird während des Leerlaufbetriebes verdampft und wird das Luft/Kraftstoffgemisch, das in der Einlassleitung strömt, begleiten und in den Zylinderraum zugeführt werden. Falls die Verdampfung des an den Wänden kondensierten Kraftstoffs aufgrund von Druckvariationen, Temperaturgradienten oder der Strömungsrate des Luft-/Kraftstoffgemischs in der Einlassleitung ungleichmäßig ist, wird eine Variation des Lambda-Werts des zu dem Zylinderraum zugeführten Luft/Kraftstoffgemischs auftreten.
  • Da das durch den Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment während des Leerlaufbetriebes beim Kaltstart variieren wird, wird die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors variieren. In diesem Zusammenhang bedeutet die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Wenn die Geschwindigkeit variiert, wird der Druck in der Einlassleitung ebenso variieren, was wiederum dazu führt, dass die Verdampfung des kondensierten Kraftstoffs variiert, so dass eine Variation des Lambda-Werts des zu der im Zylinderraum zugeführten Luft/Kraftstoffgemisches auftritt. Die ungleichmäßige Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors wird hierdurch verstärkt.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen HC und Stickoxide NOx in Abgasen von einen Verbrennungsmotor zu vermindern, wenn dieser kaltgestartet wird.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, zu ermöglichen, dass ein Verbrennungsmotor mit einem mageren Luft/Kraftstoffgemisch arbeitet.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Arbeitstemperatur des Katalysators so schnell wie möglich zu erreichen.
  • Dies wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art erreicht, das die Schritte aufweist: ein Luft/Kraftstoffgemisch mit einem Lambda-Wert von größer als 1 wird zu dem Zylinder zugeführt, ein mit der Kurbelwelle verbundener Elektromotor/Generator hält eine im wesentlichen konstante, vorbestimmte Geschwindigkeit der Kurbelwelle aufrecht, und das Auslassventil wird derart gesteuert, dass es öffnet, bevor der Kolben die untere Totpunktposition passiert hat.
  • Durch Zuführen eines Luft-/Kraftstoffgemisches größer 1 zu dem Zylinder werden die obengenannten unerwünschten Emissionen in den Abgasen, die von dem Verbrennungsmotor ausgestoßen werden, vermindert. Mittels des kombinierten Elektromotors/Generators wird der Verbrennungsmotor während des Leerlaufs bei einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl arbeiten. Durch Steuern des Auslassventils derart, dass es öffnet, bevor der Kolben die untere Totpunktposition passiert hat, wird der Ausdehnungshub des Kolbens in dem Zylinder unterbrochen und sehr heiße Gase strömen durch die Auslassleitung und weiter zu dem Katalysator, der daher schnell erwärmt werden wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher anhand einer in den beigefügten Zeichnungen gezeigten, beispielhaften Ausführungsform beschrieben, wobei
  • 1 zeigt einen Schnitt durch einen Verbrennungsmotor,
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors/Generators zum Ausführen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 3 zeigt ein Diagramm der Öffnungs- und Schließzeiten von Auslassventilen und
  • 4 zeigt ein Diagramm der Erwärmungszeit des Katalysators für einen herkömmlich gesteuerten Verbrennungsmotor und einen Verbrennungsmotor, der gemäß dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
  • 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1, der zumindest einen Zylinder 2 aufweist, zu welchem ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wenn eine Kurbelwelle 3 des Verbrennungsmotors 1 veranlasst wird, zu rotieren. Mindestens eine Einlassleitung 4 ist derart angeordnet, um Einlassleitungen 5 zu öffnen und zu schließen, die mit dem Zylinder 2 verbunden sind und durch welche ein Luft/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wenn der Motor 1 arbeitet. Mindestens ein Auslassventil 6 ist derart angeordnet, um Auslassleitungen 7 zu öffnen und zu schließen, die mit dem Zylinder 2 verbunden sind und durch welche verbrannter Kraftstoff in der Form von Abgasen abgeführt wird, wenn der Motor 1 arbeitet. Der Verbrennungsmotor 1 umfasst ebenso Steuerelemente 8, die derart angeordnet sind, um das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile 4, 6 zu steuern. In der gezeigten, beispielhaften Ausführungsform bestehen die Steuerelemente 8 aus Nockenwellen, die derart einstellbar sein können, dass die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlass- und Auslassventile 4, 6 variiert werden können. Dies wird beispielsweise mittels einer Regulieranordnung 9 erzielt, die in 1 schematisch gezeigt ist und in an sich bekannter Weise die Nockenwellen hydraulisch rotiert. Andere Steuerelemente 8 sind ebenso möglich, wie elektromagnetisch gesteuerte Ventile. Ein Kolben 10, der sich zwischen einer oberen und einer unteren Totpunktposition in dem Zylinder hin- und herbewegt, ist an der Kurbelwelle 3 mittels einer Pleuelstange 10 montiert. Während des Betriebes des Verbrennungsmotors 1 strömen Abgase von dem Zylinder 2 durch die Auslassleitungen 7 und weiter durch einen Katalysator 12. Der Verbrennungsmotor 1 ist bevorzugt ein Mehrzylinder-Viertakt-Typ.
  • 2 zeigt den Verbrennungsmotor 1 schematisch. Kraftstoffeinspritzdüsen 13, die durch eine Steuereinheit 14 gesteuert werden, sind für die Einlassleitungen 5 vorgesehen. Die Steuereinheit 14 ist ebenso mit einer Anzahl von Sensoren 15 in dem Verbrennungsmotor 1 verbunden, welche die Geschwindigkeit, Temperatur etc. des Verbrennungsmotors 1 messen. Es ist ebenso möglich, Drucksensoren 16 in den Einlassleitungen 5 anzuordnen, um den Druck in den Einlassleitungen 5 zu messen. Diese Drucksensoren 16 sind mit der Steuereinheit 14 verbunden.
  • Ein Elektromotor/Generator 17, der als integrierter Anlasser und Generator (intgrated starter motor and generator – ISG) arbeitet, ist mit der Kurbelwelle 3 des Verbrennungsmotors 1 verbunden. Als eine Alternative zu einer direkten Verbindung des Elektromotors/Generators 17 mit der Kurbelwelle 3 kann beispielsweise ein Riemen, eine Kette oder ein Getriebe verwendet werden, um den Elektromotor/Generator 17 mit der Kurbelwelle 3 zu verbinden. Der Elektromotor/Generator 17 ist mit einer Batterie 18 über ein Steuergerät 19 verbunden. Das Steuergerät 19 ist mit der Steuereinheit 14 verbunden und erhält von der Steuereinheit 14 Informationen hinsichtlich dessen, wie der Elektromotor/Generator 17 betrieben werden soll.
  • Wenn der Verbrennungsmotor 1 in Betrieb ist, tritt Luft in eine Einlasszweigleitung 20 über eine Lufteinlassleitung 21 ein. Von der Einlasszweigleitung 20 strömt die Luft weiter zu den Einlassleitungen 5, wo die Luft mit Kraftstoff gemischt wird, der in die Einlassleitungen 5 mittels der Kraftstoffeinspritzdüsen 13 eingespritzt wird. Dann strömt das Luft-/Kraftstoffgemisch in die Zylinder 2 und wird durch zumindest eine Zündkerze (nicht gezeigt), die in dem jeweiligen Zylinder 2 angeordnet ist, gezündet. Schließlich strömt das verbrannte Luft-/Kraftstoffgemisch in der Form von Abgasen durch ein mit dem Verbrennungsmotor 1 verbundenes Abgassystem 22 in die Atmosphäre aus.
  • Wie in der Beschreibungseinleitung erläutert, enthält das verbrannte Luft-/Kraftstoffgemisch Emissionen, die unerwünscht sind. Diese Emissionen umfassen Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen HC und Stickoxide NOx. Die Abgase werden daher in einem Katalysator 12 behandelt, der in dem Abgassystem 22 angeordnet ist und diese Emissionen verbrennt. Allerdings funktioniert der Katalysator 12 nur, wenn er eine vorgegebene Arbeitstemperatur erreicht hat, was nach einer vorgegebenen Erwärmungszeit stattfindet, nachdem der Verbrennungsmotor 1 angelassen worden ist. Während des Kaltstartens des Verbrennungsmotors 1 gibt es daher keine Umwandlung der obengenannten Emissionen in dem Katalysator 12.
  • Der Gehalt an Kohlenmonoxid CO, Kohlenwasserstoffverbindungen HC und Stickoxiden NOx in den Abgasen hängt unter anderem von dem Mischungsverhältnis des zu den Zylindern 2 zugeführten Luft-/Kraftstoffgemisches ab. Dieses Mischungsverhältnis wird üblicherweise durch einen Lambda-Wert angegeben. Die Definition des Lambda-Werts, oder des Überschussluftfaktors, wie dieser ebenso bekannt ist, ist die zugeführte Ist-Luftmenge geteilt durch die theoretisch erforderliche Luftmenge. Falls der Lambda-Wert größer als 1 ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch mager, und falls der Lambda-Wert kleiner als eins ist, ist das Luft-/Kraftstoffgemisch fett.
  • Mittels des Zuführens eines Luft-/Kraftstoffgemisches mit einem Lambda-Wert von größer als 1, das heißt eines mageren Luft-/Kraftstoffgemisches, wenn der Verbrennungsmotor kaltgestartet wird, kann der Gehalt an Kohlenwasserstoffverbindungen HC in den Abgasen beträchtlich vermindert werden. Falls ein mageres Luft-/Kraftstoffgemisch zu dem Verbrennungsmotor 1 zugeführt wird, wenn dieser kalt ist, das heißt wenn der Verbrennungsmotor 1 noch nicht seine Arbeitstemperatur erreicht hat, treten aus den in der Beschreibungseinleitung erläuterten Gründen Probleme mit einer ungleichmäßigen Geschwindigkeit während des Leerlaufs auf.
  • Der Elektromotor/Generator 17, der mit der Kurbelwelle 3 verbunden ist, hält eine im wesentlichen konstante, vorbestimmte Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Kurbelwelle 3 aufrecht, was dadurch erzielt wird, dass der Elektromotor/Generator 17 derart gesteuert wird, um die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 auf solche Weise zu steuern, dass wenn die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, der Elektromotor/Generator 17 derart gesteuert wird, dass die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 abnimmt. Der Elektromotor/Generator 17 arbeitet dann als Generator und vermindert daher die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1. Wenn die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 unterhalb eine vorbestimmte Geschwindigkeit fällt, wird der Elektromotor/Generator 17 derart gesteuert, dass die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 zunimmt. Der Elektromotor/Generator 17 arbeitet dann als Elektromotor und erhöht daher die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1. Der Sensor 15 misst die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1, beispielsweise durch Messen der Geschwindigkeit der Kurbelwelle 3. Der Sensor 15 sendet Signale zu der Steuereinheit 14, welche diese Signale verarbeitet und dann Anweisungen an das Steuergerät 19 ausgibt, das definiert, wie der Elektromotor/Generator 17 arbeiten soll.
  • Es ist ebenso möglich, den Elektromotor/Generator 17 derart zu steuern, dass der Druck in den Einlassleitungen 5 im wesentlichen konstant gehalten wird. Ein Drucksensor 16 kann in zumindest einer der Einlassleitungen 5 angeordnet sein, um den Druck in den Einlassleitungen 5 zu messen. Der Drucksensor 16 ist mit der Steuereinheit 14 des Verbrennungsmotors 1 verbunden, die Signale zu einem Steuergerät 19 sendet, das für den Elektromotor/Generator 17 vorgesehen ist. Durch Aufrechterhalten eines im wesentlichen konstanten Drucks in den Einlassleitungen 5 mittels des Elektromotors/Generators 17, kann eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 erzielt werden, wenn der Verbrennungsmotor 1 kalt ist und mit einem mageren Luft-/Kraftstoffgemisch betrieben wird. Der Druck in den Einlassleitungen 5 wird mittels des Elektromotors/Generators 17, der mit der Kurbelwelle 3 verbunden ist, auf solche Weise gesteuert, dass wenn der Druck in der Einlassleitung 5 einen vorbestimmten Druck überschreitet, der Elektromotor/Generator 17 die Kurbelwelle 3 antreibt, um hierdurch den Druck in den Einlassleitungen 5 zu vermindern, und wenn der Druck in den Einlassleitungen 5 unterhalb einen vorbestimmten Druck fällt, treibt die Kurbelwelle 3 den Elektromotor/Generator 17 an, um hierdurch den Druck in den Einlassleitungen 5 zu erhöhen.
  • Wenn ein kalter Verbrennungsmotor 1 angelassen wird, ist der Katalysator 12 ebenso kalt, wie oben erwähnt. Um dem Katalysator 12 zu ermöglichen, die unerwünschten Emissionen in den Abgasen des Verbrennungsmotors 1 wirksam zu vermindern, muss der Katalysator 12 eine vorgegebene Arbeitstemperatur erreichen. Ein Zünden des zu dem Zylinder 2 zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs wird bei einem Kurbelwellenwinkel von 10° vor bis 20° nach der obere Totpunktposition, bevorzugt bei einem Kurbelwellenwinkel von 0° bis 10° nach der oberen Totpunktposition ausgeführt. Durch Steuern des Auslassventils 6, wie es das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vorschlägt, derart, dass es öffnet, bevor der Kolben 10 die untere Totpunktposition während des Ausdehnungshubes passiert hat, wird die Ausdehnung unterbrochen und sehr heiße Abgase werden daher durch die Auslassleitung 7 und weiter zu dem Katalysator 12 strömen. Der Katalysator 12 wird daher sehr schnell durch die heißen Abgase auf die gewünschte Arbeitstemperatur erwärmt. Es wurde festgestellt, dass wenn das Auslassventil 6 derart gesteuert wird, dass es bei einem Kurbelwellenwinkel von 90° – 130° nach der oberen Totpunktposition, bevorzugt bei einem Kurbewellenwinkel von 100° nach der oberen Totpunktposition öffnet, die Arbeitstemperatur des Katalysators 12 sehr schnell erreicht wird. Ein Temperatursensor 23 kann derart angeordnet werden, um die Temperatur des Katalysators 12 zu messen und Informationen über die Temperatur des Katalysators 12 an die Steuereinheit 14 zu senden.
  • 3 zeigt ein Diagramm der Öffnungs- und Schließzeiten der Auslassventile. Die Öffnungszeit des Auslassventils 6 wird daher relativ lang sein. In diesem Zusammenhang bedeutet der Kurbelwellenwinkel den Winkel, um welchen die Kurbelwelle 3 rotiert hat, seit der Kolben 10 in der oberen Totpunktpositon gewesen ist. Wenn der Kolben 10 in der oberen Totpunktposition gelegen ist, ist der Kurbelwellenwinkel daher Null.
  • Der Elektromotor/Generator 17 kann derart gesteuert werden, dass er die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 über die Geschwindigkeit, welche der Verbrennungsmotor 1 selbst erzeugt, erhöht. Dies bedeutet, dass der Elektromotor/Generator 17 den Verbrennungsmotor 1 antreibt. Somit wird Energie zu dem Verbrennungsmotor 1 zugeführt, was dazu führt, dass der Wärmestrom zu dem Katalysator 12 zunimmt, so dass der Katalysator 12 schneller erwärmt wird.
  • 4 zeigt ein Diagramm der Erwärmungszeit des Katalysators 12 für einen herkömmlich gesteuerten Verbrennungsmotor und einen gemäß dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuerten Verbrennungsmotor 1. Die durchgezogene Kurve in 3 bezieht sich auf die Erwärmungszeit des Katalysators 12 für einen Verbrennungsmotor, der gemäß dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird, und die gestrichelte Linie bezieht sich auf die Erwärmungszeit des Katalysators für einen herkömmlich gesteuerten Verbrennungsmotors. Wie anhand des Diagramms in 4 zu erkennen ist, wird der Katalysator 12 des Verbrennungsmotors, der gemäß dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird, die Arbeitstemperatur To schneller erreichen als der Katalysator des herkömmlich gesteuerten Motors.
  • Der Verbrennungsmotor 1 kann mittels eines Abgasturbo oder eines mechanischen Verdichters (nicht gezeigt) aufgeladen werden. In einem aufgeladenen Verbrennungsmotor 1 wird Energie von dem Verdichter oder dem Turbo zugeführt, so dass die Verbrennungstemperatur nach der Ausdehnung in dem Zylinder weiter ansteigt. Der Katalysator kann daher auch schneller erwärmt werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Vermindern der Emissionen in den Abgasen eines Verbrennungsmotors (1), der mindestens einen Zylinder (2), zu welchem ein Luft-/Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wenn eine Kurbelwelle (3) des Verbrennungsmotors (1) veranlasst wird, zu rotieren, mindestens ein Einlassventil (4), mindestens ein Auslassventil (6), und einen Kolben (10), der sich zwischen einer oberen Totpunktposition und einer unteren Totpunktposition in den Zylinder hin- und herbewegt, aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: ein Luft-/Kraftstoffgemisch mit einem Lambdawert größer als 1 wird in den Zylinder (2) zugeführt, ein mit der Kurbelwelle (3) verbundener Elektromotor/Generator (17) hält eine im Wesentlichen konstante, vorbestimmte Geschwindigkeit der Kurbelwelle (3) aufrecht, und das Auslassventil (6) wird derart gesteuert, dass es öffnet, bevor der Kolben (10) die untere Totpunktposition passiert hat.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (6) derart gesteuert wird, dass es bei einem Kurbelwellenwinkel von 90° bis 130° nach der oberen Totpunktposition, bevorzugt bei einem Kurbelwellenwinkel von 100° nach der oberen Totpunktposition, öffnet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Kurbelwelle verbundene Elektromotor/Generator (17) derart gesteuert wird, dass wenn die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet, der Elektromotor/Generator (17) als ein Generator arbeitet und somit die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) vermindert, und wenn die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) unterhalb eine vorbestimmte Geschwindigkeit fällt, der Elektromotor/Generator (17) als Elektromotor arbeitet und somit die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) erhöht.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor/Generator (17) derart gesteuert wird, dass der Elektromotor/Generator (17) den Verbrennungsmotor (1) bei einer Geschwindigkeit antreibt, die größer ist als die Geschwindigkeit, welche der Verbrennungsmotor (1) selbst erzeugt, was dazu führt, dass der Wärmestrom zu einem in dem Verbrennungsmotor (1) angeordneten Katalysator (12) ansteigt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Kurbelwelle verbundene Elektromotor/Generator (17) derart gesteuert wird, dass wenn der Druck in mindestens einer mit dem Zylinder (2) verbundenen Einlassleitung (5) einen vorbestimmten Druck überschreitet, der Elektromotor/Generator (17) die Kurbelwelle (3) antreibt, und wenn der Druck in der Einlassleitung (5) unterhalb einen vorbestimmten Druck fällt, die Kurbelwelle (3) den Elektromotor/Generator (17) antreibt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (6) derart gesteuert wird, dass das Auslassventil (6) schließt, wenn der Kolben (10) im oberen Totpunkt gelegen ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zündung des in den Zylinder (2) zugeführten Luft-/Kraftstoffgemisch bei einem Kurbelwellenwinkel von 10° vor bis 30° nach der oberen Totpunktposition, bevorzugt bei einem Kurbelwellenwinkel von 0° bis 10° nach der oberen Totpunktposition, ausgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lambdawert des zu dem Zylinder (2) zugeführten Luft-/Kraftstoffgemischs im Wesentlichen im Bereich von 1,1 bis 1,4, und bevorzugt im Bereich von 1,1 bis 1,2, liegt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren im Wesentlichen beim Kaltstarten des Verbrennungsmotors (1) verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einstellbare Steuerelemente (8) in dem Verbrennungsmotor (1) angeordnet sind, um das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile (4, 6) derart zu steuern, dass die Zeit des Öffnens und Schließens der Einlass- und Auslassventile (4, 6) variiert werden kann.
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