[go: up one dir, main page]

WO2004057167A1 - Method for operating a direct-injection diesel engine - Google Patents

Method for operating a direct-injection diesel engine Download PDF

Info

Publication number
WO2004057167A1
WO2004057167A1 PCT/AT2003/000372 AT0300372W WO2004057167A1 WO 2004057167 A1 WO2004057167 A1 WO 2004057167A1 AT 0300372 W AT0300372 W AT 0300372W WO 2004057167 A1 WO2004057167 A1 WO 2004057167A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
constriction
fuel
injection
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/AT2003/000372
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Franz Chmela
Janos Csato
Michael Glensvig
Theodor Sams
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.)
AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
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 AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Priority to DE10393905.9T priority Critical patent/DE10393905B4/en
Priority to AU2003287752A priority patent/AU2003287752A1/en
Publication of WO2004057167A1 publication Critical patent/WO2004057167A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0621Squish flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0648Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition
    • F02B23/0651Means or methods to improve the spray dispersion, evaporation or ignition the fuel spray impinging on reflecting surfaces or being specially guided throughout the combustion space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0672Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/025Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/01Internal exhaust gas recirculation, i.e. wherein the residual exhaust gases are trapped in the cylinder or pushed back from the intake or the exhaust manifold into the combustion chamber without the use of additional passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/24Layout, e.g. schematics with two or more coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/34Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0678Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets
    • F02B23/0693Unconventional, complex or non-rotationally symmetrical shapes of the combustion space, e.g. flower like, having special shapes related to the orientation of the fuel spray jets the combustion space consisting of step-wise widened multiple zones of different depth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/36Control for minimising NOx emissions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0057Specific combustion modes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a direct-injection diesel internal combustion engine with at least one piston reciprocating in a cylinder, the internal combustion engine being operated such that the combustion of the fuel at a local temperature below the NOx formation temperature and with a local air ratio occurs above the soot formation limit, the fuel injection is started in a range between 50 ° and 5 ° crank angle before top dead center of the compression phase and exhaust gas is recirculated, and the exhaust gas recirculation rate is approximately 50% to 70%.
  • the invention further relates to an internal combustion engine for carrying out the method.
  • the most important determinants for the combustion process in an internal combustion engine are the phase position of the combustion process or the start of combustion, the maximum rate of increase of the cylinder pressure and the peak pressure.
  • the determinants are largely determined by the time of injection, by the charge composition and by the ignition delay. These parameters are in turn determined by a large number of influencing variables, such as speed, fuel quantity, intake temperature, boost pressure, effective compression ratio, exhaust gas content of the cylinder charge and component temperature.
  • Strict legal framework conditions mean that new approaches have to be taken in the design of combustion processes in order to reduce the emission of soot particles and NOx emissions in diesel engines.
  • No. 6,338,245 B1 describes a diesel internal combustion engine working according to the HCLI process, in which the combustion temperature and ignition delay are set so that in the lower and middle part-load range the combustion temperature is below the NOx formation temperature and the air ratio is above the value relevant for soot formation.
  • the combustion temperature is controlled by changing the exhaust gas recirculation rate, the ignition delay is controlled by the fuel injection time. At medium and high loads, the combustion temperature is reduced to such an extent that both NOx and soot formation are reduced.
  • pistons for diesel engines with an essentially toroidal piston recess.
  • a constriction is arranged in the transition area between the piston end face and the piston recess, which forms a relatively narrow overflow cross section.
  • the narrow overflow cross section provides a high mixture formation energy, which significantly improves fuel processing.
  • Pistons with such a toroidal piston recess are known for example from the publications EP 0 383 001 AI, DE 1 122 325 AS, AT 380 311 B, DE 21 36 594 AI, DE 974 449 C or JP 60-206960 A.
  • a piston with a piston recess and a constriction is known from the publication DE 11 22 325 Cl, a recess being provided between the squeezing surface and the constriction.
  • the object of the invention is to improve the HCLI method for operating an internal combustion engine in such a way that, on the one hand, nitrogen oxide and soot emissions can be further reduced and, on the other hand, an increase in the load range that can be driven in HCLI operation can be achieved.
  • this is achieved in that at least one piston with at least one squeeze surface and a toroidal piston recess and a constriction in the transition region between the squeeze surface and the piston recess is provided in that when the piston moves upward, a squeezing flow is generated from the outside inwards into the piston recess, that the Fuel is at least predominantly injected into the toroidal piston recess and is transported by the squeezing flow along the side of the piston recess and / or the piston crown with at least partial evaporation.
  • the fuel jet is injected into the squeezing flow flowing into the piston bowl.
  • the squeezed flow directs most of the fuel into the piston bowl, where it vaporizes and is mixed almost homogeneously with the incoming air.
  • the flow in the piston bowl depends on whether there is a swirled or swirlless inlet flow.
  • a swirling inlet flow with a swirl number> 1 is generated in the cylinder and that the fuel is transported by the squeezing flow along the side of the piston recess with at least partial evaporation in the direction of the piston crown and further along the piston crown to the bowl center.
  • the twist is maintained within the piston bowl during the compression phase.
  • a swirl-free inlet flow with a swirl number ⁇ 1 is generated in the cylinder and that the fuel is transported by the squeeze flow with at least partial evaporation from the bowl center along the piston crown to the piston bowl side wall and further to the constriction.
  • the fuel is injected in the direction of the constriction of the piston, the intersection of the jet axis of at least one injection jet for a large part of the fuel quantity being in the area between the trough side wall and the squeezing area, the overhanging wall area, the constriction, at the start of injection as well as an inlet area between the squeeze surface and the constriction.
  • the point of intersection and the time of injection of the fuel are usually selected so that the fuel hits the overhanging wall area below the constriction at the start of injection, regardless of the load.
  • the object of the present invention provides that the intersection point is set at a low load to a region of the overhanging wall area within the piston recess, and that the intersection point is shifted in the direction of the constriction as the load increases. This can be achieved by moving the injection point forward.
  • part of the fuel is injected into the gap between the piston and the cylinder head - against the squeezing flow.
  • a large part of the fuel injected into the space between the piston surface and the cylinder head is entrained by the squeezing flow into the piston bowl.
  • Exhaust gas recirculation can be achieved by external or internal exhaust gas recirculation or by a combination of external and internal exhaust gas recirculation with variable valve control.
  • the fuel is injected at an injection pressure between 500 and 2500 bar.
  • the center of combustion is between 10 ° before and 10 ° crank angle after top dead center, which results in a very high efficiency.
  • the internal combustion engine is operated with a global air ratio of approximately 1.0 to 2.0.
  • An internal combustion engine with at least one injection device for direct fuel injection, with an exhaust gas recirculation device and at least one piston reciprocating in a cylinder, which has a pronounced squeeze surface and a toroidal shape, is suitable for carrying out the method
  • the piston has a circular constriction in the transition area between the squeeze surface and the piston recess. On the one hand, this creates a pronounced squeezing flow and, on the other hand, ensures that the flow flows into the trough at a relatively high speed.
  • the relatively high level of turbulence within the piston bowl has an advantageous effect on the blow-through behavior, as a result of which HC and CO emissions can be significantly reduced.
  • the piston bowl is dimensioned such that the following applies to the ratio of the largest bowl diameter D B TO piston diameter D: 0.5 ⁇ D B / D ⁇ 0.7 and if the piston bowl is dimensioned such that the ratio is largest Trough depth H B to piston diameter D applies: 0.12 ⁇ H B / D ⁇ 0.22.
  • the piston recess is dimensioned such that the following applies to the ratio of the diameter D ⁇ of the constriction to the largest recess diameter D B : 0.7 ⁇ D T / D B ⁇ 0.95.
  • a circumferential annular recess with a flat bottom and a cylindrical wall is arranged between the squeeze surface and the constriction as the inlet area. It is preferably provided that the indentation has a depth between 5% and 15% of the greatest trough depth, that the indentation has an at least partially cylindrical wall and that the indentation in the region of the wall has a diameter which is between 10% and 20% greater than the diameter of the constriction.
  • the shaping reduces the radial outflow velocity from the piston recess when the piston descends. As a result, fuel components are not directed along the piston face, but in the axial direction to the cylinder head.
  • Fig. 3 shows the detail III of Fig. 2a
  • the internal combustion engine 1 shows an internal combustion engine 1 with an intake manifold 2 and an exhaust manifold 3.
  • the internal combustion engine 1 is powered by an exhaust gas turbocharger 4, which drives an exhaust gas-powered turbine 5 and a turbine 5. benen compressor 6, charged.
  • a charge air cooler 7 is arranged upstream of the compressor 6 on the inlet side.
  • a high-pressure exhaust gas recirculation system 8 with a first exhaust gas recirculation line 9 is provided between the exhaust line 10 and the inlet line 11.
  • the exhaust gas recirculation system 8 has an exhaust gas recirculation cooler 12 and an exhaust gas recirculation valve 13.
  • an exhaust gas pump 14 can also be provided in the first exhaust gas recirculation line 9 in order to control or increase the exhaust gas recirculation rate.
  • a low-pressure exhaust gas recirculation system 15 is provided downstream of the turbine 5 and upstream of the compressor 6, a second exhaust gas recirculation line 18 branching off in the exhaust line 16 downstream of a particle filter 17 and opening into the intake line 19 upstream of the compressor 6.
  • An exhaust gas recirculation cooler 20 and an exhaust gas recirculation valve 21 are also arranged in the second exhaust gas recirculation line 18.
  • an exhaust valve 22 is arranged in the exhaust line 16 downstream of the branch.
  • an oxidation catalytic converter 23 is arranged in the exhaust line 10, which removes HC, CO and volatile parts of the particle emissions.
  • a side effect is that the exhaust gas temperature is increased and additional energy is supplied to the turbine 5.
  • the oxidation catalytic converter 23 can also be arranged downstream of the branch of the exhaust gas recirculation line 9.
  • the arrangement shown in FIG. 1 with the branch downstream of the oxidation catalytic converter 23 has the advantage that the exhaust gas cooler 12 is exposed to less contamination, but the disadvantage that the exhaust gas recirculation cooler 12 requires a higher cooling capacity due to the higher exhaust gas temperatures.
  • the internal combustion engine 1 has at least one injection valve 25 that directly injects diesel fuel into the combustion chamber 26, the injection start of which can be changed in a range between 50 ° and 5 ° crank angle before top dead center.
  • the injection pressure should be between 500 and 2500 bar.
  • the piston 27 reciprocating in the cylinder 24 has an essentially rotationally symmetrical toroidal piston recess 28 with a constriction 29, which forms an overhanging wall region 30.
  • the side wall of the piston bowl 28 is designated 31, the piston crown 32, and the raised bowl center 44.
  • a pinch surface 34 is formed on the piston face 33 outside the constriction 29.
  • the geometric shape of the piston 27, the injection timing and the injection geometry of the injection valve 25 are dimensioned such that the axes 35 of the injection jets are directed to an area 36 (FIG. 3) around the constriction 29 between the side wall 31 and the squeeze surface 34.
  • the region 36 includes the overhanging wall region 30, the constriction 29 itself, and an inlet region 37, formed by a circumferential annular indentation 37a, between the squeeze surface 34 and the constriction 29.
  • the indentation 37a has a flat bottom 37b and a cylindrical wall 37c, wherein a transition radius r between approximately 1 mm and 50% of the piston bowl depth H B is formed.
  • the depth h of the indentation 37a is approximately 5% to 15% of the greatest trough depth H B.
  • the diameter Di of the indentation 37a is 10% to 20% larger than the diameter D ⁇ of the constriction 29.
  • the actual first intersections 38 of the axes 35 of the first injection jets of the majority of the injected fuel quantity lie within the range 36 and become dependent on the load changed.
  • the intersection 38 lies in the region of the overhanging wall area 30.
  • the lowest intersection 38 is indicated at 40 with a very low load.
  • Reference numeral 40 marks the uppermost extreme position for the intersection 38 in FIG. 3.
  • part of the injected fuel is thus injected into the squeeze space 41 between the squeeze surface 34 and the cylinder head 42 against the direction of the squeeze flow 43 or 43a.
  • the squeezing flow 43, 43a generated by the squeezing surface 34 when the piston 27 moves upward causes part of the fuel squeezed into the squeezing space 41 formed between the piston end face 33 and cylinder head 42 to be entrained by the squeezing flow 43, 43a in the direction of the piston recess 28 and evaporates there ,
  • This results in a particularly good mixing with the air which on the one hand increases the maximum achievable load in HCLI operation and on the other hand further reduces HC and CO emissions.
  • the combustion takes place both within the piston recess 28 and in the area of the pinch chamber 41.
  • the indentation 37a significantly reduces the radial outflow speed when the piston 27 moves downward, as a result of which substantially less fuel is carried to the piston top 33 and further to the cylinder wall. be changed. As a result, only a few combustion residues get into the engine oil.
  • FIG. 4 shows the region 36 'of the first intersection of the injection jet at the start of fuel injection in the region of the top dead center of a conventional stratified diesel internal combustion engine.
  • the region 36 'of the fuel - regardless of the load state - usually always remains in the region of the overhanging wall region 30. The intersection is therefore not shifted.
  • the start of the injection is relatively early in the compression cycle, i.e. at a crank angle of 50 ° to 5 ° before top dead center, as a result of which a long ignition delay is available for the formation of a partially homogeneous mixture for premixed combustion. Due to the pronounced premixing and dilution, extremely low soot and NOx emission values can be achieved.
  • the local air ratio always remains well above the limit for the formation of soot.
  • a high exhaust gas recirculation rate between 50% and 70% ensures that the local combustion temperature always remains below the minimum nitrogen oxide formation temperature.
  • the injection takes place at a pressure between 500 and 2500 bar.
  • the long ignition delay means that the combustion phase is pushed into the most efficient position around top dead center.
  • the center of combustion is in a range between about 10 ° crank angle before to about 10 ° crank angle after top dead center, whereby a high efficiency can be achieved.
  • the high exhaust gas recirculation rate can be achieved either by external exhaust gas recirculation alone or by combining external with internal exhaust gas recirculation through variable valve control.
  • swirl-generating inlet channels are advantageous for generating a high swirl number up to about 5.
  • the piston recess 28 has a relatively large maximum diameter D B , the ratio D B to D being in the range between 0.5 to 0.7.
  • the ratio of the maximum piston depth H B to the piston diameter D is advantageously between 0.12 and 0.22. This allows a long free jet length to be generated, which is advantageous for the mixture formation.
  • the ratio of the diameter D ⁇ of the constriction 29 to the maximum piston diameter D B is between 0.7 and 0.95. As a result, high entry speeds into the piston recess 28 are achieved, which has a favorable effect on the homogenization of the fuel-air mixture.
  • the geometry of the injection jets 35 and the geometry of the piston recess 28 can be optimized for a conventional diesel engine at full load.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for operating a direct-injection Diesel engine that comprises at least one piston (27), reciprocating in a cylinder (24), whereby the internal combustion engine is operated in such a manner that the fuel is combusted at a local temperature below the Nox formation temperature and at a local air ratio above the soot formation limit. Fuel injection is started in a crank angle range of between 50 DEG and 5 DEG before the upper dead center of the compression phase and exhaust gas is returned, the exhaust gas return rate amounting to approximately 50 % to 70 %. The aim of the invention is to achieve particularly low nitrogen oxide and soot emissions. For this purpose, at least one piston (27) is provided with a squish area (34) and a toroid piston recess (28) and a necking (29) in the transition area between the squish area (34) and the piston recess (28). When the piston (27) moves upward a squish flow (43) is produced which flows from the outside to the inside. At least the major portion of the fuel is injected into the toroid piston recess (28) and is transported by the squish flow (43) along the piston recess wall (31) and/or the piston head (32) while at least partially evaporating.

Description

Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Diesel-BrennkraftmaschineMethod for operating a direct-injection diesel internal combustion engine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Diesel-Brennkraftmaschine mit zumindest einem in einem Zylinder hin- und hergehenden Kolben, wobei die Brennkraftmaschine so betrieben wird, dass die Verbrennung des Kraftstoffes bei einer lokalen Temperatur unterhalb der NOx- Bildungstemperatur und mit einem lokalen Luftverhältnis oberhalb der Rußbildungsgrenze erfolgt, wobei die Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich zwischen 50° und 5° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt der Kompressionsphase begonnen wird und Abgas rückgeführt wird, und wobei die Abgasrückführrate etwa 50% bis 70% beträgt. Weiters betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a direct-injection diesel internal combustion engine with at least one piston reciprocating in a cylinder, the internal combustion engine being operated such that the combustion of the fuel at a local temperature below the NOx formation temperature and with a local air ratio occurs above the soot formation limit, the fuel injection is started in a range between 50 ° and 5 ° crank angle before top dead center of the compression phase and exhaust gas is recirculated, and the exhaust gas recirculation rate is approximately 50% to 70%. The invention further relates to an internal combustion engine for carrying out the method.

Die wichtigsten Bestimmungstücke für den Verbrennungsablauf in einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung sind die Phasenlage des Verbrennungsablaufes bzw. des Verbrennungsbeginnes, die maximale Anstiegsgeschwindigkeit des Zylinderdruckes, sowie der Spitzendruck.The most important determinants for the combustion process in an internal combustion engine are the phase position of the combustion process or the start of combustion, the maximum rate of increase of the cylinder pressure and the peak pressure.

Bei einer Brennkraftmaschine, bei der die Verbrennung im Wesentlichen durch Selbstzündung einer direkteingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt, werden die Bestimmungstücke maßgeblich durch den Einspritzzeitpunkt, durch die Ladungszusammensetzung und durch den Zündverzug festgelegt. Diese Parameter werden ihrerseits durch eine große Anzahl von Einflussgrößen bestimmt, wie zum Beispiel Drehzahl, Kraftstoffmenge, Ansaugtemperatur, Ladedruck, effektives Kompressionsverhältnis, Abgasgehalt der Zylinderladung und Bauteiltemperatur.In the case of an internal combustion engine in which the combustion occurs essentially by means of auto-ignition of a directly injected fuel quantity, the determinants are largely determined by the time of injection, by the charge composition and by the ignition delay. These parameters are in turn determined by a large number of influencing variables, such as speed, fuel quantity, intake temperature, boost pressure, effective compression ratio, exhaust gas content of the cylinder charge and component temperature.

Strenge gesetzliche Rahmenbedingungen bewirken, dass bei der Konzeption von Brennverfahren immer wieder neue Wege eingeschlagen werden müssen, um bei Dieselbrennkraftmaschinen den Ausstoß an Rußpartikeln und an NOx-Emissionen zu verringern.Strict legal framework conditions mean that new approaches have to be taken in the design of combustion processes in order to reduce the emission of soot particles and NOx emissions in diesel engines.

Es ist bekannt, NOx- und Rußemissionen im Abgas zu verringern, indem durch Vorverlegung des Einspritzzeitpunktes der Zündverzug vergrößert wird, so dass die Verbrennung durch Selbstzündung eines mageren Kraftstoff-Luftgemisches erfolgt. Eine mögliche Variante wird hier als HCLI-Verfahren (Homogenous Charge Late Injection) bezeichnet. Wenn die Kraftstoffeinspritzung genügend weit vor dem oberen Totpunkt der Kompressionsphase durchgeführt wird, erfolgt eine derartige Gemischbildung, wodurch ein weitgehend vorgemischtes Kraft- stoff-Luftgemisch entsteht. Durch Abgasrückführung kann erreicht werden, dass die Verbrennungstemperatur unterhalb der für die NOx-Entstehung erforderlichen Mindesttemperatur bleibt.It is known to reduce NOx and soot emissions in the exhaust gas by increasing the ignition delay by bringing the injection timing forward, so that the combustion takes place by auto-ignition of a lean fuel / air mixture. One possible variant is referred to here as the HCLI method (Homogeneous Charge Late Injection). If the fuel injection is carried out sufficiently far before the top dead center of the compression phase, such a mixture formation takes place, as a result of which a largely premixed fuel / air mixture is produced. Exhaust gas recirculation can achieve that the combustion temperature remains below the minimum temperature required for the formation of NOx.

Die US 6,338,245 Bl beschreibt eine nach dem HCLI-Verfahren arbeitende Diesel-Brennkraftmaschine, bei der Verbrennungstemperatur und Zündverzug so eingestellt werden, dass im unteren und mittleren Teillastbereich die Verbrennungstemperatur unter der NOx-Bildungstemperatur und das Luftverhältnis oberhalb des für die Rußbildung maßgeblichen Wertes liegt. Die Verbrennungstemperatur wird dabei durch Verändern der Abgasrückführrate, der Zündverzug durch den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt gesteuert. Bei mittlerer und hoher Last wird die Verbrennungstemperatur soweit abgesenkt, dass sowohl NOx- als auch Rußbildung vermindert wird.No. 6,338,245 B1 describes a diesel internal combustion engine working according to the HCLI process, in which the combustion temperature and ignition delay are set so that in the lower and middle part-load range the combustion temperature is below the NOx formation temperature and the air ratio is above the value relevant for soot formation. The combustion temperature is controlled by changing the exhaust gas recirculation rate, the ignition delay is controlled by the fuel injection time. At medium and high loads, the combustion temperature is reduced to such an extent that both NOx and soot formation are reduced.

Weiters ist es bekannt, Kolben für Diesel-Brennkraftmaschinen mit einer im Wesentlichen torusförmigen Kolbenmulde auszubilden. Im Übergangsbereich zwischen Kolbenstirnseite und Kolbenmulde ist dabei eine Einschnürung angeordnet, welche einen relativ engen Überströmquerschnitt ausbildet. Durch den engen Überströmquerschnitt wird eine hohe Gemischbildungsenergie bereitgestellt, wodurch die Kraftstoffaufbereitung wesentlich verbessert wird. Kolben mit derartigen torusförmigen Kolbenmulden sind etwa aus den Veröffentlichungen EP 0 383 001 AI, DE 1 122 325 AS, AT 380 311 B, DE 21 36 594 AI, DE 974 449 C oder JP 60-206960 A bekannt. Bei konventionell betriebenen Brennkraftmaschinen ergeben sich mit solchen Kolben folgende vorteilhafte Auswirkungen auf das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine: Die rauchbegrenzende Volllast kann erhöht werden; es ist möglich hohe Verdichtungen zu realisieren, woraus ein niedrigeres Verbrennungsgeräusch durch kleineren Zündverzug, geringere Kohlenwasserstoff-Emissionen, ein günstigeres Startverhalten des Motors und eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine resultieren; weiters ergibt sich die Möglichkeit, den Zündzeitpunkt in Richtung spät zu verlegen, ohne wesentlichen Rauch-, Verbrauchs- und HC-Anstieg, durch die Tatsache, dass die Gemischbildungsenergie über einen längeren Zeitraum hoch bleibt. Diese Möglichkeit bedeutet vor allem eine Absenkung von Stickoxiden, Verbrennungsgeräusch und Zylinderspitzendruck.Furthermore, it is known to design pistons for diesel engines with an essentially toroidal piston recess. A constriction is arranged in the transition area between the piston end face and the piston recess, which forms a relatively narrow overflow cross section. The narrow overflow cross section provides a high mixture formation energy, which significantly improves fuel processing. Pistons with such a toroidal piston recess are known for example from the publications EP 0 383 001 AI, DE 1 122 325 AS, AT 380 311 B, DE 21 36 594 AI, DE 974 449 C or JP 60-206960 A. In conventionally operated internal combustion engines, such pistons have the following advantageous effects on the operating behavior of the internal combustion engine: The smoke-limiting full load can be increased; it is possible to achieve high compression, which results in a lower combustion noise due to a smaller ignition delay, lower hydrocarbon emissions, a more favorable starting behavior of the engine and an improvement in the efficiency of the internal combustion engine; Furthermore, there is the possibility of moving the ignition point late, without significant increase in smoke, consumption and HC, due to the fact that the mixture formation energy remains high over a longer period of time. This option means above all a reduction in nitrogen oxides, combustion noise and cylinder tip pressure.

Weiters ist aus der Veröffentlichung DE 11 22 325 Cl ein Kolben mit einer Kolbenmulde und einer Einschnürung bekannt, wobei zwischen Quetschfläche und Einschnürung eine Einformung vorgesehen ist.Furthermore, a piston with a piston recess and a constriction is known from the publication DE 11 22 325 Cl, a recess being provided between the squeezing surface and the constriction.

Bei nach dem HCLI-Verfahren arbeitenden Brennkraftmaschinen wurden bisher derartige Kolbenformen mit tiefer, eingeschnürter Kolbenmulde nicht verwendet, da bisher angenommen wurde, dass durch die tiefe Kolbenmulde und die starke Quetschströmung Startfähigkeit und thermodynamischer Wirkungsgrad zu stark verschlechtert werden würden. In der US 6,158,413 A wird daher vorgeschlagen, die Quetschströmung überhaupt zu unterdrücken, wobei ein Kolben mit einer sehr flachen Kolbenmulde verwendet wird.In internal combustion engines operating according to the HCLI process, such piston shapes with a deep, constricted piston bowl have not been used, since it was previously assumed that the deep piston bowl and the strong squeezing flow made the starting ability and thermodynamic efficiency too strong would deteriorate. US Pat. No. 6,158,413 A therefore proposes to suppress the squeezing flow at all, using a piston with a very flat piston recess.

Aufgabe der Erfindung ist es, das HCLI-Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine derart zu verbessern, dass einerseits Stickoxid- und Rußemissionen weiter reduziert werden können und andererseits eine Vergrößerung des im HCLI-Betrieb fahrbaren Lastbereiches erreicht werden kann.The object of the invention is to improve the HCLI method for operating an internal combustion engine in such a way that, on the one hand, nitrogen oxide and soot emissions can be further reduced and, on the other hand, an increase in the load range that can be driven in HCLI operation can be achieved.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass zumindest ein Kolben mit zumindest einer Quetschfläche und einer torusförmigen Kolbenmulde und einer Einschnürung im Übergangsbereich zwischen Quetschfläche und Kolbenmulde bereitgestellt wird, dass bei Aufwärtsbewegung des Kolbens eine von außen nach innen in die Kolbenmulde gerichtete Quetschströmung erzeugt wird, dass der Kraftstoff zumindest überwiegend in die torusformige Kolbenmulde eingespritzt wird und durch die Quetschströmung entlang der Kolbenmuldenseitenwand und/oder des Kolbenbodens unter zumindest teilweisem Verdampfen transportiert wird. Der Kraftstoff strahl wird dabei in die in die Kolbenmulde einströmende Quetschströmung eingespritzt. Die Quetschströmung leitet den Großteil des Kraftstoffes in die Kolbenmulde, wo er verdampft und eine annähernd homogene Vermischung mit der einströmenden Luft erfährt. Die Strömung in der Kolbenmulde hängt davon ab, ob eine drallbehaftete oder dralllose Einlassströmung vorliegt.According to the invention, this is achieved in that at least one piston with at least one squeeze surface and a toroidal piston recess and a constriction in the transition region between the squeeze surface and the piston recess is provided in that when the piston moves upward, a squeezing flow is generated from the outside inwards into the piston recess, that the Fuel is at least predominantly injected into the toroidal piston recess and is transported by the squeezing flow along the side of the piston recess and / or the piston crown with at least partial evaporation. The fuel jet is injected into the squeezing flow flowing into the piston bowl. The squeezed flow directs most of the fuel into the piston bowl, where it vaporizes and is mixed almost homogeneously with the incoming air. The flow in the piston bowl depends on whether there is a swirled or swirlless inlet flow.

So ist in einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante vorgesehen, dass eine drall behaftete Einlassströmung mit einer Drallzahl > 1 im Zylinder erzeugt wird und dass der Kraftstoff durch die Quetschströmung entlang der Kolbenmuldenseitenwand unter zumindest teilweisem Verdampfen in Richtung Kolbenboden und weiter entlang des Kolbenbodens zum Muldenzentrum transportiert wird. Der Drall wird während der Kompressionsphase innerhalb der Kolbenmulde aufrecht gehalten.In an embodiment variant according to the invention, it is provided that a swirling inlet flow with a swirl number> 1 is generated in the cylinder and that the fuel is transported by the squeezing flow along the side of the piston recess with at least partial evaporation in the direction of the piston crown and further along the piston crown to the bowl center. The twist is maintained within the piston bowl during the compression phase.

In einer anderen Ausführung dagegen ist vorgesehen, dass eine dralllose Einlassströmung mit einer Drallzahl < 1 im Zylinder erzeugt wird und dass der Kraftstoff durch die Quetschströmung unter zumindest teilweisem Verdampfen vom Muldenzentrum entlang des Kolbenbodens zur Kolbenmuldenseitenwand und weiter zur Einschnürung transportiert wird.In another embodiment, on the other hand, it is provided that a swirl-free inlet flow with a swirl number <1 is generated in the cylinder and that the fuel is transported by the squeeze flow with at least partial evaporation from the bowl center along the piston crown to the piston bowl side wall and further to the constriction.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die eingezogene Kolbenmulde die Startfähigkeit bei nach dem HCLI-Verfahren arbeitenden Brennkraftmaschinen nicht wesentlich verschlechtert wird. Die Einbuße an thermodynamischem Wirkungsgrad zu Folge der Quetschströmung kann durch die verbesserte Ge- mischaufbereitung in der Kolbenmulde zu Folge der hohen Turbulenz mehr als wett gemacht werden.Surprisingly, it has been shown that the ability to start in internal combustion engines operating according to the HCLI process is not significantly impaired by the retracted piston recess. The loss of thermodynamic efficiency due to the squeezing flow can be Mix preparation in the piston bowl due to the high turbulence more than made up for.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Kraftstoff in Richtung der Einschnürung des Kolbens gespritzt wird, wobei zu Einspritzbeginn der Schnittpunkt der Strahlachse zumindest eines Einspritzstrahles für einen Großteil der Kraftstoffmenge in einem Bereich zwischen der Muldenseitenwand und den Quetschfläche liegt, der einen überhängenden Wandbereich, die Einschnürung sowie einen Einlaufbereich zwischen Quetschfläche und Einschnürung beinhaltet.It is preferably provided that the fuel is injected in the direction of the constriction of the piston, the intersection of the jet axis of at least one injection jet for a large part of the fuel quantity being in the area between the trough side wall and the squeezing area, the overhanging wall area, the constriction, at the start of injection as well as an inlet area between the squeeze surface and the constriction.

Bei konventionellen Diesel-Brennkraftmaschinen wird üblicherweise der Schnittpunkt und der Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes so gewählt, dass der Kraftstoff bei Einspritzbeginn - unabhängig von der Belastung - auf den überhängenden Wandbereich unterhalb der Einschnürung auftrifft. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Schnittpunkt bei niedriger Last auf einen Bereich des überhängenden Wandbereiches innerhalb der Kolbenmulde eingestellt wird, und dass mit ansteigender Last der Schnittpunkt in Richtung der Einschnürung verschoben wird. Dies kann durch Vorverlegen des Einspritzzeitpunktes erreicht werden. Dadurch wird ein Teil des Kraftstoffes in den Spalt zwischen Kolben und dem Zylinderkopf - entgegen der Quetschströmung - eingespritzt. Ein großer Teil des in den Zwischenraum zwischen Kolbenoberfläche und Zylinderkopf eingespritzten Kraftstoffes wird von der Quetschströmung in die Kolbenmulde mitgerissen. Dies verbesserte die Luftverteilung und die Gemischaufbereitung unter vorteilhafter Verringerung der HC- und CO-Emissionen. Die Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemisches erfolgt sowohl in der Kolbenmulde, als auch im Zwischenraum zwischen der Kolbenoberfläche und dem Zylinderkopf.In conventional diesel internal combustion engines, the point of intersection and the time of injection of the fuel are usually selected so that the fuel hits the overhanging wall area below the constriction at the start of injection, regardless of the load. The object of the present invention provides that the intersection point is set at a low load to a region of the overhanging wall area within the piston recess, and that the intersection point is shifted in the direction of the constriction as the load increases. This can be achieved by moving the injection point forward. As a result, part of the fuel is injected into the gap between the piston and the cylinder head - against the squeezing flow. A large part of the fuel injected into the space between the piston surface and the cylinder head is entrained by the squeezing flow into the piston bowl. This improved air distribution and mixture preparation with an advantageous reduction in HC and CO emissions. The combustion of the fuel-air mixture takes place both in the piston bowl and in the space between the piston surface and the cylinder head.

Da die Brennkraftmaschine mit relativ hohen Abgasrückführraten zwischen 50° und 70° betrieben wird, liegt die lokale Verbrennungstemperatur unter der NOx- Bildungstemperatur. Das lokale Luftverhältnis bleibt oberhalb der Rußbildungsgrenze. Die Abgasrückführung kann durch externe oder interne Abgasrückführung oder durch eine Kombination von externer und interner Abgasrückführung mit variabler Ventilsteuerung erreicht werden. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt bei einem Einspritzdruck zwischen 500 und 2500 bar. Der Verbrennungsschwerpunkt liegt zwischen 10° vor bis 10° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt, wodurch sich ein sehr hoher Wirkungsgrad einstellt. Die Brennkraftmaschine wird mit einem globalen Luftverhältnis von etwa 1,0 bis 2,0 betrieben.Since the internal combustion engine is operated with relatively high exhaust gas recirculation rates between 50 ° and 70 °, the local combustion temperature is below the NOx formation temperature. The local air ratio remains above the soot formation limit. Exhaust gas recirculation can be achieved by external or internal exhaust gas recirculation or by a combination of external and internal exhaust gas recirculation with variable valve control. The fuel is injected at an injection pressure between 500 and 2500 bar. The center of combustion is between 10 ° before and 10 ° crank angle after top dead center, which results in a very high efficiency. The internal combustion engine is operated with a global air ratio of approximately 1.0 to 2.0.

Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer Einspritzeinrichtung zur direkten Kraftstoffeinspritzung, mit einer Abgasrückführeinrichtung und zumindest einem in einem Zylinder hin- und hergehenden Kolben, welcher eine ausgeprägte Quetschfläche und eine torusformige Kolbenmulde aufweist. Der Kolben weist dabei im Übergangsbereich zwischen den Quetschfläche und der Kolbenmulde eine kreisförmige Einschnürung auf. Dadurch wird einerseits eine ausgeprägte Quetschströmung erzeugt und andererseits erreicht, dass die Strömung mit relativ hoher Geschwindigkeit in die Mulde einströmt. Das relativ hohe Turbulenzniveau innerhalb der Kolbenmulde wirkt sich vorteilhaft auf das Durchbrennverhalten aus, wodurch HC- und CO- Emissionen deutlich verringert werden können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kolbenmulde so bemessen ist, dass für das Verhältnis größter Muldendurchmesser DB ZU Kolbendurchmesser D gilt: 0,5 < DB/D < 0,7 und wenn die Kolbenmulde so bemessen ist, dass für das Verhältnis größte Muldentiefe HB zu Kolbendurchmesser D gilt: 0,12 < HB/D < 0,22, Dadurch kann die freie Kraftstoff- strahllänge möglichst groß gehalten werden. Zur Ausbildung einer ausgeprägten Quetschströmung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Kolbenmulde so bemessen ist, dass für das Verhältnis Durchmesser Dτ der Einschnürung zu größtem Muldendurchmesser DB gilt: 0,7 < DT/DB < 0,95.An internal combustion engine with at least one injection device for direct fuel injection, with an exhaust gas recirculation device and at least one piston reciprocating in a cylinder, which has a pronounced squeeze surface and a toroidal shape, is suitable for carrying out the method Has piston bowl. The piston has a circular constriction in the transition area between the squeeze surface and the piston recess. On the one hand, this creates a pronounced squeezing flow and, on the other hand, ensures that the flow flows into the trough at a relatively high speed. The relatively high level of turbulence within the piston bowl has an advantageous effect on the blow-through behavior, as a result of which HC and CO emissions can be significantly reduced. It is particularly advantageous if the piston bowl is dimensioned such that the following applies to the ratio of the largest bowl diameter D B TO piston diameter D: 0.5 <D B / D <0.7 and if the piston bowl is dimensioned such that the ratio is largest Trough depth H B to piston diameter D applies: 0.12 <H B / D <0.22. This allows the free fuel jet length to be kept as large as possible. To form a pronounced squeezing flow, it is preferably provided that the piston recess is dimensioned such that the following applies to the ratio of the diameter D τ of the constriction to the largest recess diameter D B : 0.7 <D T / D B <0.95.

Zwischen der Quetschfläche und der Einschnürung ist als Einlaufbereich eine umlaufende ringförmige Einformung mit einem ebenen Boden und einer zylindrischen Wand angeordnet. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einformung eine Tiefe zwischen 5% und 15% der größten Muldentiefe aufweist, dass die Einformung eine zumindest teilweise zylindrische Wand aufweist und dass die Einformung im Bereich der Wand einen Durchmesser aufweist, der zwischen 10% bis 20% größer ist als der Durchmesser der Einschnürung. Durch die Einformung wird bei abwärtsgehendem Kolben eine Verringerung der radialen Ausströmgeschwindigkeit aus der Kolbenmulde erreicht. Dadurch werden Kraftstoffanteile nicht entlang der Kolbenstirnseite, sondern in axialer Richtung zum Zylinderkopf geleitet.A circumferential annular recess with a flat bottom and a cylindrical wall is arranged between the squeeze surface and the constriction as the inlet area. It is preferably provided that the indentation has a depth between 5% and 15% of the greatest trough depth, that the indentation has an at least partially cylindrical wall and that the indentation in the region of the wall has a diameter which is between 10% and 20% greater than the diameter of the constriction. The shaping reduces the radial outflow velocity from the piston recess when the piston descends. As a result, fuel components are not directed along the piston face, but in the axial direction to the cylinder head.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen schematischThe invention is explained in more detail below with reference to the figures. They show schematically

Fig. 1 eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,1 shows an internal combustion engine for carrying out the method according to the invention,

Fig. 2a und 2b einen Zylinder dieser Brennkraftmaschine im Längsschnitt,2a and 2b a cylinder of this internal combustion engine in longitudinal section,

Fig. 3 das Detail III aus Fig. 2a undFig. 3 shows the detail III of Fig. 2a and

Fig. 4 dieses Detail gemäß dem Stand der Technik.Fig. 4 this detail according to the prior art.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Einlasssammler 2 und einem Auslasssammler 3. Die Brennkraftmaschine 1 wird über einen Abgasturbolader 4, welcher eine abgasbetriebene Turbine 5 und einen durch die Turbine 5 angetrie- benen Verdichter 6 aufweist, aufgeladen. Stromaufwärts des Verdichters 6 ist auf der Einlassseite ein Ladeluftkühler 7 angeordnet.1 shows an internal combustion engine 1 with an intake manifold 2 and an exhaust manifold 3. The internal combustion engine 1 is powered by an exhaust gas turbocharger 4, which drives an exhaust gas-powered turbine 5 and a turbine 5. benen compressor 6, charged. A charge air cooler 7 is arranged upstream of the compressor 6 on the inlet side.

Weiters ist ein Hochdruck-Abgasrückführsystem 8 mit einer ersten Abgasrück- führleitung 9 zwischen dem Abgasstrang 10 und der Einlassleitung 11 vorgesehen. Das Abgasrückführsystem 8 weist einen Abgasrückführkühler 12 und ein Abgasrückführventil 13 auf. Abhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Auslassstrang 10 und der Einlassleitung 11 kann in der ersten Abgasrückführlei- tung 9 auch eine Abgaspumpe 14 vorgesehen sein, um die Abgasrückführrate zu steuern bzw. zu erhöhen.Furthermore, a high-pressure exhaust gas recirculation system 8 with a first exhaust gas recirculation line 9 is provided between the exhaust line 10 and the inlet line 11. The exhaust gas recirculation system 8 has an exhaust gas recirculation cooler 12 and an exhaust gas recirculation valve 13. Depending on the pressure difference between the outlet line 10 and the inlet line 11, an exhaust gas pump 14 can also be provided in the first exhaust gas recirculation line 9 in order to control or increase the exhaust gas recirculation rate.

Neben diesem Hochdruck-Abgasrückführsystem 8 ist ein Niederdruck-Abgas- rückführsystem 15 stromabwärts der Turbine 5 und stromaufwärts des Verdichters 6 vorgesehen, wobei in der Abgasleitung 16 stromabwärts eines Partikelfilters 17 eine zweite Abgasrückführleitung 18 abzweigt und stromaufwärts des Verdichters 6 in die Ansaugleitung 19 einmündet. In der zweiten Abgasrückführleitung 18 ist weiters ein Abgasrückführkühler 20 und ein Abgasrückführventil 21 angeordnet. Zur Steuerung der Abgasrückführrate ist in der Abgasleitung 16 stromabwärts der Abzweigung ein Abgasventil 22 angeordnet.In addition to this high-pressure exhaust gas recirculation system 8, a low-pressure exhaust gas recirculation system 15 is provided downstream of the turbine 5 and upstream of the compressor 6, a second exhaust gas recirculation line 18 branching off in the exhaust line 16 downstream of a particle filter 17 and opening into the intake line 19 upstream of the compressor 6. An exhaust gas recirculation cooler 20 and an exhaust gas recirculation valve 21 are also arranged in the second exhaust gas recirculation line 18. To control the exhaust gas recirculation rate, an exhaust valve 22 is arranged in the exhaust line 16 downstream of the branch.

Stromaufwärts der Abzweigung der ersten Abgasrückführleitung 9 ist im Abgasstrang 10 ein Oxidationskatalysator 23 angeordnet, welcher HC, CO und flüchtige Teile der Partikelemissionen entfernt. Ein Nebeneffekt ist, dass die Abgastemperatur dabei erhöht wird und somit zusätzliche Energie der Turbine 5 zugeführt wird. Prinzipiell kann dabei der Oxidationskatalysator 23 auch stromabwärts der Abzweigung der Abgasrückführleitung 9 angeordnet sein. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung mit der Abzweigung stromabwärts des Oxidationskatalysators 23 hat den Vorteil, dass der Abgaskühler 12 einer geringeren Verschmutzung ausgesetzt ist, aber den Nachteil, dass aufgrund der höheren Abgastemperaturen eine höhere Kühlleistung durch den Abgasrückführkühler 12 notwendig wird.An upstream of the branch of the first exhaust gas recirculation line 9, an oxidation catalytic converter 23 is arranged in the exhaust line 10, which removes HC, CO and volatile parts of the particle emissions. A side effect is that the exhaust gas temperature is increased and additional energy is supplied to the turbine 5. In principle, the oxidation catalytic converter 23 can also be arranged downstream of the branch of the exhaust gas recirculation line 9. The arrangement shown in FIG. 1 with the branch downstream of the oxidation catalytic converter 23 has the advantage that the exhaust gas cooler 12 is exposed to less contamination, but the disadvantage that the exhaust gas recirculation cooler 12 requires a higher cooling capacity due to the higher exhaust gas temperatures.

Pro Zylinder 24 weist die Brennkraftmaschine 1 zumindest ein direkt Diesel- Kraftstoff in den Brennraum 26 einspritzendes Einspritzventil 25 auf, dessen Einspritzbeginn in einem Bereich zwischen 50° bis 5° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt verändert werden kann. Der Einspritzdruck sollte dabei zwischen 500 und 2500 bar liegen.For each cylinder 24, the internal combustion engine 1 has at least one injection valve 25 that directly injects diesel fuel into the combustion chamber 26, the injection start of which can be changed in a range between 50 ° and 5 ° crank angle before top dead center. The injection pressure should be between 500 and 2500 bar.

Der im Zylinder 24 hin- und hergehende Kolben 27 weist eine im Wesentlichen rotationssymmetrische torusformige Kolbenmulde 28 mit einer Einschnürung 29 auf, welche einen überhängenden Wandbereich 30 ausbildet. Die Seitenwand der Kolbenmulde 28 ist mit 31, der Kolbenboden mit 32, und das erhabene Muldenzentrum mit 44 bezeichnet. An der Kolbenstirnseite 33 ist außerhalb der Einschnürung 29 eine Quetschfläche 34 ausgebildet. Die geometrische Form des Kolbens 27, der Einspritzzeitpunkt und die Einspritzgeometrie des Einspritzventiles 25 sind so bemessen, dass die Achsen 35 der Einspritzstrahlen auf einen Bereich 36 (Fig. 3) um die Einschnürung 29 zwischen der Seitenwand 31 und der Quetschfläche 34 gerichtet sind. Der Bereich 36 beinhaltet den überhängenden Wandbereich 30, die Einschnürung 29 selbst, sowie einen durch eine umlaufende ringförmige Einformung 37a gebildeten Einlaufbereich 37 zwischen der Quetschfläche 34 und der Einschnürung 29. Die Einformung 37a weist einen ebenen Boden 37b und eine zylindrische Wand 37c auf, wobei ein Übergangsradius r zwischen etwa 1 mm und 50% der Kolbenmuldentiefe HB ausgebildet ist. Die Tiefe h der Einformung 37a beträgt etwa 5% bis 15% der größten Muldentiefe HB. Der Durchmesser Di der Einformung 37a ist um 10% bis 20% größer als der Durchmesser Dτ der Einschnürung 29. Die eigentlichen ersten Schnittpunkte 38 der Achsen 35 der ersten Einspritzstrahlen des Großteiles der eingespritzten Kraftstoffmenge liegen innerhalb des Bereiches 36 und werden in Abhängigkeit der Last verändert. Bei niedriger Last liegt der Schnittpunkt 38 im Bereich des überhängenden Wandbereiches 30. Mit Bezugszeichen 39 ist der unterste Schnittpunkt 38 bei sehr niedriger Last angedeutet. Mit ansteigender Last wird der Schnittpunkt 38 in Richtung der Quetschfläche 34 verschoben, wie in Fig. 3 mit Pfeile Pi angedeutet ist. Bezugszeichen 40 markiert in Fig. 3 die oberste Extremposition für den Schnittpunkt 38. Bei höherer Last wird somit ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes in den Quetschraum 41 zwischen der Quetschfläche 34 und dem Zylinderkopf 42 entgegen der Richtung der Quetschströmung 43 bzw. 43a eingespritzt. In Fig. 2b ist mit Bezugszeichen 43 die Quetschströmung bei drallbehafteter Einlassströmung und mit Bezugszeichen 43a die Quetschströmung bei drallloser Einlassströmung eingezeichnet. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 27 wandert der Schnittpunkt 38 während einer Einspritzung in Richtung der Kolbenmulde 28, wie durch Pfeil P2 angedeutet ist. Die bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 27 durch die Quetschfläche 34 erzeugte Quetschströmung 43, 43a bewirkt, dass ein Teil des in den zwischen Kolbenstirnseite 33 und Zylinderkopf 42 ausgebildeten Quetschraum 41 gelangenden Kraftstoffes von der Quetschströmung 43, 43a in Richtung der Kolbenmulde 28 mitgerissen wird und dort verdampft. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Durchmischung mit der Luft, wodurch einerseits die maximale erreichbare Last im HCLI-Betrieb erhöht und andererseits HC- und CO-Emissionen weiter reduziert werden können. Die Verbrennung findet sowohl innerhalb der Kolbenmulde 28, als auch im Bereich des Quetschraumes 41 statt.The piston 27 reciprocating in the cylinder 24 has an essentially rotationally symmetrical toroidal piston recess 28 with a constriction 29, which forms an overhanging wall region 30. The side wall of the piston bowl 28 is designated 31, the piston crown 32, and the raised bowl center 44. A pinch surface 34 is formed on the piston face 33 outside the constriction 29. The geometric shape of the piston 27, the injection timing and the injection geometry of the injection valve 25 are dimensioned such that the axes 35 of the injection jets are directed to an area 36 (FIG. 3) around the constriction 29 between the side wall 31 and the squeeze surface 34. The region 36 includes the overhanging wall region 30, the constriction 29 itself, and an inlet region 37, formed by a circumferential annular indentation 37a, between the squeeze surface 34 and the constriction 29. The indentation 37a has a flat bottom 37b and a cylindrical wall 37c, wherein a transition radius r between approximately 1 mm and 50% of the piston bowl depth H B is formed. The depth h of the indentation 37a is approximately 5% to 15% of the greatest trough depth H B. The diameter Di of the indentation 37a is 10% to 20% larger than the diameter D τ of the constriction 29. The actual first intersections 38 of the axes 35 of the first injection jets of the majority of the injected fuel quantity lie within the range 36 and become dependent on the load changed. At a low load, the intersection 38 lies in the region of the overhanging wall area 30. The lowest intersection 38 is indicated at 40 with a very low load. As the load increases, the intersection 38 is shifted in the direction of the squeeze surface 34, as indicated in FIG. 3 by arrows Pi. Reference numeral 40 marks the uppermost extreme position for the intersection 38 in FIG. 3. At higher loads, part of the injected fuel is thus injected into the squeeze space 41 between the squeeze surface 34 and the cylinder head 42 against the direction of the squeeze flow 43 or 43a. In FIG. 2b, the squeezing flow with swirled inlet flow is shown with reference number 43 and the squeezing flow with swirlless inlet flow with reference number 43a. As a result of the upward movement of the piston 27, the intersection 38 moves in the direction of the piston recess 28 during an injection, as indicated by arrow P 2 . The squeezing flow 43, 43a generated by the squeezing surface 34 when the piston 27 moves upward causes part of the fuel squeezed into the squeezing space 41 formed between the piston end face 33 and cylinder head 42 to be entrained by the squeezing flow 43, 43a in the direction of the piston recess 28 and evaporates there , This results in a particularly good mixing with the air, which on the one hand increases the maximum achievable load in HCLI operation and on the other hand further reduces HC and CO emissions. The combustion takes place both within the piston recess 28 and in the area of the pinch chamber 41.

Durch die Einformung 37a wird bei Abwärtsbewegung des Kolbens 27 die radiale Ausströmgeschwindigkeit wesentlich vermindert, wodurch wesentlich weniger Kraftstoffanteile an die Kolbenoberseite 33 und weiter zur Zylinderwand beför- dert werden. Dadurch gelangen nur wenige Verbrennungsrückstände in das Mo- toröl.The indentation 37a significantly reduces the radial outflow speed when the piston 27 moves downward, as a result of which substantially less fuel is carried to the piston top 33 and further to the cylinder wall. be changed. As a result, only a few combustion residues get into the engine oil.

Zum Vergleich ist in Fig. 4 der Bereich 36' des ersten Schnittpunktes des Einspritzstrahles zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung im Bereich des oberen Totpunktes einer konventionellen geschichtet betriebenen Diesel-Brennkraftmaschine dargestellt. Der Bereich 36' des Kraftstoffes bleibt - unabhängig vom Lastzustand - üblicherweise stets im Bereich des überhängenden Wandbereiches 30. Der Schnittpunkt wird somit nicht verschoben.For comparison, FIG. 4 shows the region 36 'of the first intersection of the injection jet at the start of fuel injection in the region of the top dead center of a conventional stratified diesel internal combustion engine. The region 36 'of the fuel - regardless of the load state - usually always remains in the region of the overhanging wall region 30. The intersection is therefore not shifted.

Der Beginn der Einspritzung liegt insbesondere im unteren Teillastbereich relativ früh im Kompressionstakt, also etwa bei 50° bis 5° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt, wodurch ein langer Zündverzug zur Ausbildung eines teilhomogenen Gemisches für eine vorgemischte Verbrennung zur Verfügung steht. Durch die ausgeprägte Vormischung und Verdünnung können extrem niedrige Ruß- und NOx-Emissionswerte erreicht werden. Das lokale Luftverhältnis bleibt dabei stets deutlich über der für die Rußentstehung maßgeblichen Grenze. Durch eine hohe Abgasrückführrate zwischen 50% bis 70% wird erreicht, dass die lokale Verbrennungstemperatur stets unter der minimalen Stickoxidbildungstemperatur bleibt. Die Einspritzung erfolgt dabei bei einem Druck zwischen 500 bis 2500 bar. Der lange Zündverzug bewirkt, dass die Verbrennungsphase in die wirkungsgradoptimale Lage um den oberen Totpunkt geschoben wird. Der Verbrennungsschwerpunkt liegt in einem Bereich zwischen etwa 10° Kurbelwinkel vor bis etwa 10° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt, wodurch ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann. Die hohe Abgasrückführrate kann entweder durch externe Abgasrückführung alleine, oder auch durch Kombination externer mit interner Abgasrückführung durch variable Ventilsteuerung erzielt werden. Um eine hohe Turbulenz bei der Gemischbildung zu erreichen, sind drallerzeugende Einlasskanäle zur Generierung einer hohen Drallzahl bis etwa 5 von Vorteil.The start of the injection, particularly in the lower part of the load range, is relatively early in the compression cycle, i.e. at a crank angle of 50 ° to 5 ° before top dead center, as a result of which a long ignition delay is available for the formation of a partially homogeneous mixture for premixed combustion. Due to the pronounced premixing and dilution, extremely low soot and NOx emission values can be achieved. The local air ratio always remains well above the limit for the formation of soot. A high exhaust gas recirculation rate between 50% and 70% ensures that the local combustion temperature always remains below the minimum nitrogen oxide formation temperature. The injection takes place at a pressure between 500 and 2500 bar. The long ignition delay means that the combustion phase is pushed into the most efficient position around top dead center. The center of combustion is in a range between about 10 ° crank angle before to about 10 ° crank angle after top dead center, whereby a high efficiency can be achieved. The high exhaust gas recirculation rate can be achieved either by external exhaust gas recirculation alone or by combining external with internal exhaust gas recirculation through variable valve control. In order to achieve a high level of turbulence in the mixture formation, swirl-generating inlet channels are advantageous for generating a high swirl number up to about 5.

Die Kolbenmulde 28 weist einen relativ großen maximalen Durchmesser DB auf, wobei das Verhältnis DB zu D im Bereich zwischen 0,5 bis 0,7 liegt. Das Verhältnis der maximalen Kolbentiefe HB zum Kolbendurchmesser D beträgt vorteilhafter Weise zwischen 0,12 und 0,22. Dadurch lässt sich eine lange freie Strahllänge erzeugen, was für die Gemischbildung von Vorteil ist. Um eine starke Quetschströmung 43 auszubilden, beträgt das Verhältnis des Durchmessers Dτ der Einschnürung 29 zum maximalen Kolbendurchmesser DB zwischen 0,7 bis 0,95. Dadurch werden hohe Eintrittsgeschwindigkeiten in die Kolbenmulde 28 erreicht, was sich günstig für die Homogenisierung des Kraftstoff-Luftgemisches auswirkt. Die Geometrie der Einspritzstrahlen 35 sowie die Geometrie der Kolbenmulde 28 können für eine konventionelle Diesel-Brennkraftmaschine im Volllastpunkt optimiert werden. The piston recess 28 has a relatively large maximum diameter D B , the ratio D B to D being in the range between 0.5 to 0.7. The ratio of the maximum piston depth H B to the piston diameter D is advantageously between 0.12 and 0.22. This allows a long free jet length to be generated, which is advantageous for the mixture formation. In order to form a strong squeezing flow 43, the ratio of the diameter D τ of the constriction 29 to the maximum piston diameter D B is between 0.7 and 0.95. As a result, high entry speeds into the piston recess 28 are achieved, which has a favorable effect on the homogenization of the fuel-air mixture. The geometry of the injection jets 35 and the geometry of the piston recess 28 can be optimized for a conventional diesel engine at full load.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS 1. Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Diesel-Brennkraftmaschine mit zumindest einem in einem Zylinder (24) hin- und hergehenden Kolben (27), wobei die Brennkraftmaschine so betrieben wird, dass die Verbrennung des Kraftstoffes bei einer lokalen Temperatur unterhalb der NOx-Bildungstemperatur und mit einem lokalen Luftverhaltnis oberhalb der Rußbildungsgrenze erfolgt, wobei die Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich zwischen 50° und 5° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt der Kompressionsphase begonnen wird und Abgas rückgeführt wird, und wobei die Abgasrückführrate etwa 50% bis 70% beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kolben (27) mit zumindest einer Quetschfläche (34) und einer torusförmigen Kolbenmulde (28) und einer Einschnürung (29) im Übergangsbereich zwischen Quetschfläche (34) und Kolbenmulde (28) bereitgestellt wird, dass bei Aufwärtsbewegung des Kolbens (27) eine von außen nach innen in die Kolbenmulde (28) gerichtete Quetschströmung (43) erzeugt wird, dass der Kraftstoff zumindest überwiegend in die torusformige Kolbenmulde (28) eingespritzt wird und durch die Quetschströmung (43) entlang der Kolbenmuldenseitenwand (31) und/oder des Kolbenbodens (32) unter zumindest teilweisem Verdampfen transportiert wird.1. A method for operating a direct-injection diesel internal combustion engine with at least one piston (27) reciprocating in a cylinder (24), the internal combustion engine being operated such that the combustion of the fuel at a local temperature below the NOx formation temperature and with a local air ratio above the soot formation limit, the fuel injection being started in a range between 50 ° and 5 ° crank angle before the top dead center of the compression phase and exhaust gas being recirculated, and the exhaust gas recirculation rate being approximately 50% to 70%, characterized in that that at least one piston (27) with at least one squeeze surface (34) and a toroidal piston recess (28) and a constriction (29) is provided in the transition area between the squeeze surface (34) and piston recess (28), that when the piston (27) moves upwards a squeezing stream directed from the outside inwards into the piston recess (28) generated (43) that the fuel is at least predominantly injected into the toroidal piston recess (28) and is transported by the squeezing flow (43) along the piston recess side wall (31) and / or the piston head (32) with at least partial evaporation. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine drallbehaftete Einlassströmung mit einer Drallzahl > 1 im Zylinder (24) erzeugt wird und dass der Kraftstoff durch die Quetschströmung (43) entlang der Kolbenmuldenseitenwand (31) unter zumindest teilweisem Verdampfen in Richtung Kolbenboden (32) und weiter entlang des Kolbenbodens (32) zum Muldenzentrum (44) transportiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a swirled inlet flow with a swirl number> 1 is generated in the cylinder (24) and that the fuel by the squeezing flow (43) along the piston bowl side wall (31) with at least partial evaporation towards the piston crown ( 32) and further along the piston crown (32) to the trough center (44). 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dralllose Einlassströmung mit einer Drallzahl < 1 im Zylinder (24) erzeugt wird und dass der Kraftstoff durch die Quetschströmung (43) unter zumindest teilweisem Verdampfen vom Muldenzentrum (44) entlang des Kolbenbodens (32) zur Kolbenmuldenseitenwand (31) und weiter zur Einschnürung (29) transportiert wird.3. The method according to claim 1, characterized in that a swirl-free inlet flow with a swirl number <1 is generated in the cylinder (24) and that the fuel through the squeeze flow (43) with at least partial evaporation from the trough center (44) along the piston crown (32 ) is transported to the piston recess side wall (31) and further to the constriction (29). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff in Richtung der Einschnürung (29) des Kolbens (27) gespritzt wird, wobei zu Einspritzbeginn der Schnittpunkt (38) der Strahlachse (35) zumindest eines Einspritzstrahles für einen Großteil der Kraftstoffmenge in einem Bereich (36) zwischen der Muldenseitenwand (31) und den Quetschfläche (34) liegt, der einen überhängenden Wandbereich (30), die Einschnürung (29) sowie einen Einlaufbereich (37) zwischen Quetschfläche und Einschnürung (29) beinhaltet.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fuel is injected in the direction of the constriction (29) of the piston (27), the intersection (38) of the jet axis (35) of at least one injection jet for one at the start of injection Most of the amount of fuel lies in an area (36) between the trough side wall (31) and the squeeze surface (34), which is an overhanging wall area (30) Contains constriction (29) and an inlet area (37) between the squeeze surface and constriction (29). 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt (38) bei niedriger Last auf einen Bereich des überhängenden Wandbereiches (30) innerhalb der Kolbenmulde (28) eingestellt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the intersection (38) is set at low load to a region of the overhanging wall region (30) within the piston recess (28). 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit ansteigender Last der Schnittpunkt (38) in Richtung der Einschnürung (29) verschoben wird.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that with increasing load, the intersection (38) is shifted in the direction of the constriction (29). 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit ansteigender Last der Beginn der Einspritzung von einem der niedrigen Teillast zugeordneten Bereich von etwa 5° bis 15° vor dem oberen Totpunkt bis zu etwa 50° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt vorverlegt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that with increasing load, the start of injection from a range assigned to the low partial load from about 5 ° to 15 ° before top dead center to about 50 ° crank angle before top dead center is brought forward. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzung bei einem Einspritzdruck zwischen 500 bis 2500 bar erfolgt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the fuel injection takes place at an injection pressure between 500 to 2500 bar. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsschwerpunkt in einen Kurbelwinkelbereich zwischen 10° vor dem oberen Totpunkt bis 10° nach dem oberen Totpunkt gelegt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the center of combustion is placed in a crank angle range between 10 ° before top dead center to 10 ° after top dead center. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das globale Luftverhaltnis zwischen 1,0 und 2,0 eingestellt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the global air ratio is set between 1.0 and 2.0. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführung extern und/oder intern durchgeführt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the exhaust gas recirculation is carried out externally and / or internally. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine interne Abgasrückführung durch Öffnen des Einlassventiles während der Auslassphase und/oder durch Öffnen des Auslassventiles während der Einlassphase durchgeführt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that an internal exhaust gas recirculation is carried out by opening the intake valve during the exhaust phase and / or by opening the exhaust valve during the intake phase. 13. Direkteinspritzende Diesel-Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit welchem der Beginn der Kraftstoffeinspritzung in einem Bereich zwischen 50° bis 5° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt der Kompressionsphase einstellbar ist, sowie mit einem Abgasrückführsystem für Abgasrückführraten zwischen 50% und 70%, mit zumindest einem in einem Zylinder (24) hin- und hergehenden Kolben (27), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (27) an seiner Stirnseite (33) zumindest eine Quetschfläche (34) und eine torusformige Kolbenmulde (28) mit einer Einschnürung (29), im Wesentlichen konkav gekrümmten Seitenwänden (31) und Boden (32), sowie einem überhängenden Wandbereich (30) zwischen Seitenwänden (31) und Einschnürung aufweist, wobei zumindest eine Strahlachse (35) eines Kraftstoffeinspritzstrahles der Einspritzeinrichtung (25) für einen Großteil der Kraftstoffmenge zu Einspritzbeginn auf einen Bereich (36) zwischen der Seitenwand (31) und der Quetschfläche (34) gerichtet ist, welcher Bereich (36) den überhängenden Wandbereich (30), die Einschnürung (29), sowie einen Einlaufbereich (37) zwischen Quetschfläche (34) und Einschnürung (29) beinhaltet.13. Direct-injection diesel internal combustion engine for performing the method according to one of claims 1 to 12, with which the start of fuel injection can be set in a range between 50 ° to 5 ° crank angle before top dead center of the compression phase, and with an exhaust gas recirculation system for exhaust gas recirculation rates between 50% and 70%, with at least one piston (27) reciprocating in a cylinder (24), characterized in that the piston (27) on its Front side (33) at least one squeezing surface (34) and a toroidal piston recess (28) with a constriction (29), essentially concave curved side walls (31) and bottom (32), and an overhanging wall area (30) between side walls (31) and constriction, wherein at least one jet axis (35) of a fuel injection jet of the injection device (25) for a large part of the fuel quantity at the start of injection is directed to an area (36) between the side wall (31) and the squeeze surface (34), which area (36 ) contains the overhanging wall area (30), the constriction (29), and an inlet area (37) between the squeezing surface (34) and the constriction (29). 14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt (38) der zumindest einen Strahlachse (35) des Kraftstoffstrahles zu Einspritzbeginn zumindest zwischen dem überhängenden Wandbereich (30) und der Einschnürung (29) variierbar ist.14. Internal combustion engine according to claim 13, characterized in that the intersection (38) of the at least one jet axis (35) of the fuel jet at the start of injection can be varied at least between the overhanging wall area (30) and the constriction (29). 15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenmulde (28) so bemessen ist, dass für das Verhältnis größten Muldendurchmesser (DB) zu Kolbendurchmesser (D) gilt: 0,5 < DB/D < 0,7.15. Internal combustion engine according to one of claims 13 or 14, characterized in that the piston bowl (28) is dimensioned such that the following applies to the ratio of the largest bowl diameter (D B ) to piston diameter (D): 0.5 <D B / D < 0.7. 16. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenmulde (28) so bemessen ist, dass für das Verhältnis größte Muldentiefe (HB) zu Kolbendurchmesser (D) gilt: 0,12 < HB/D < 0,22.16. Internal combustion engine according to one of claims 13 to 15, characterized in that the piston recess (28) is dimensioned such that the following applies to the ratio of the greatest recess depth (H B ) to piston diameter (D): 0.12 <H B / D < 0.22. 17. Brennkraftmaschine nach einen der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenmulde (28) so bemessen ist, dass für das Verhältnis Durchmesser (Dτ) der Einschnürung (29) zu größtem Muldendurchmesser (DB) gilt: 0,7 < DT/DB < 0,95.17. Internal combustion engine according to one of claims 13 to 16, characterized in that the piston recess (28) is dimensioned such that for the ratio diameter (D τ ) of the constriction (29) to the largest trough diameter (D B ) applies: 0.7 <D T / D B <0.95. 18. Brennkraftmaschine nach einen der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlaufbereich (37) durch eine umlaufende ringförmige Einformung (37a) zwischen der Quetschfläche (34) und der Einschnürung (38) aufweist.18. Internal combustion engine according to one of claims 13 to 17, characterized in that the inlet region (37) has a circumferential annular recess (37a) between the squeeze surface (34) and the constriction (38). 19. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung (37a) einen ebenen, zur Kolbenmulde (28) auslaufenden Boden (37b) aufweist. 19. Internal combustion engine according to claim 18, characterized in that the indentation (37a) has a flat bottom (37b) which runs out to the piston recess (28). 20. Brennkraftmaschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung (37a) eine Tiefe (h) zwischen 5% und 15% der größten Muldentiefe (HB) aufweist.20. Internal combustion engine according to claim 18 or 19, characterized in that the indentation (37a) has a depth (h) between 5% and 15% of the greatest trough depth (H B ). 21. Brennkraftmaschine nach einen der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung (37a) eine zumindest teilweise zylindrische Wand (37c) aufweist.21. Internal combustion engine according to one of claims 18 to 20, characterized in that the indentation (37a) has an at least partially cylindrical wall (37c). 22. Brennkraftmaschine nach einen der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformung (37a) im Bereich der Wand (37c) einen Durchmesser (Di) aufweist, der zwischen 10% bis 20% größer ist als der Durchmesser (Dτ) der Einschnürung (29). 22. Internal combustion engine according to one of claims 18 to 21, characterized in that the indentation (37a) in the region of the wall (37c) has a diameter (Di) which is between 10% to 20% larger than the diameter (D τ ) the constriction (29).
PCT/AT2003/000372 2002-12-19 2003-12-18 Method for operating a direct-injection diesel engine Ceased WO2004057167A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10393905.9T DE10393905B4 (en) 2002-12-19 2003-12-18 Method for operating a direct-injection diesel internal combustion engine
AU2003287752A AU2003287752A1 (en) 2002-12-19 2003-12-18 Method for operating a direct-injection diesel engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATGM860/2002 2002-12-19
AT0086002U AT7204U1 (en) 2002-12-19 2002-12-19 METHOD FOR OPERATING A DIRECTLY INJECTING DIESEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004057167A1 true WO2004057167A1 (en) 2004-07-08

Family

ID=32660421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2003/000372 Ceased WO2004057167A1 (en) 2002-12-19 2003-12-18 Method for operating a direct-injection diesel engine

Country Status (5)

Country Link
CN (1) CN100404814C (en)
AT (1) AT7204U1 (en)
AU (1) AU2003287752A1 (en)
DE (1) DE10393905B4 (en)
WO (1) WO2004057167A1 (en)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2878906A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-09 Inst Francais Du Petrole DIRECT FUEL INJECTION ENGINE WITH A PISTON HAVING A BOWL WITH AN INCLINED LATERAL WALL
FR2879247A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-16 Renault Sas ENGINE COMBUSTION CHAMBER AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE PISTON FOR LARGE INJECTION PHASE IN THE CYCLE
DE102004061028A1 (en) * 2004-12-18 2006-07-06 Pierburg Gmbh Exhaust gas recirculation system
WO2006076938A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle comprising an exhaust gas recirculation system
EP1582727A3 (en) * 2004-03-31 2007-03-14 Isuzu Motors Limited Diesel Engine
DE102006054043A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-21 Volkswagen Ag Internal combustion engine with exhaust gas recirculation
EP1801395A4 (en) * 2004-10-01 2009-01-14 Isuzu Motors Ltd Diesel engine
WO2011092459A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Ricardo Uk Limited Direct injection diesel engines
EP1637715A3 (en) * 2004-09-18 2011-10-19 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine
US8511271B2 (en) 2004-09-21 2013-08-20 Daimler Ag Internal combustion engine
WO2017152203A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 Avl List Gmbh Air-compressing internal combustion engine
DE102015007212B4 (en) 2014-06-09 2018-08-02 Mazda Motor Corporation "Combustion chamber structure for a diesel engine, diesel engine and method of constructing a combustion chamber"
EP1983168B1 (en) * 2006-02-08 2019-04-24 Hino Motors, Ltd. Combustion chamber structure of direct injection type diesel engine
DE102006020642B4 (en) 2006-05-04 2019-05-23 Daimler Ag Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine for such a method
US10641190B2 (en) 2014-12-19 2020-05-05 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Method for operating a spark ignited engine
DE112008000329B4 (en) 2007-02-15 2022-03-17 Scania Cv Ab (Publ) Device and method for an internal combustion engine
DE102006063075B3 (en) 2006-05-04 2023-08-10 Mercedes-Benz Group AG Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine for such a method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009025404B4 (en) 2009-06-16 2018-01-25 Mtu Friedrichshafen Gmbh Piston for valve-controlled reciprocating piston diesel engine
JP6160564B2 (en) * 2014-06-09 2017-07-12 マツダ株式会社 diesel engine
CN112601885B (en) * 2018-08-23 2023-05-26 沃尔沃卡车集团 Method for operating an internal combustion engine system
AT525166B1 (en) * 2021-06-24 2023-01-15 Avl List Gmbh COMBUSTION SYSTEM FOR AN AIR COMPRESSING ENGINE

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974449C (en) 1952-02-23 1960-12-29 Maschf Augsburg Nuernberg Ag High-speed diesel engine with a rotary combustion chamber in the piston
DE1122325B (en) 1958-12-02 1962-01-18 Mahle Kg Light metal pistons for internal combustion engines with a combustion chamber provided in the piston crown
DE2136594A1 (en) 1970-07-30 1972-02-03 Mondial Piston Dott GaIh Ercole & C s p a , Turm (Italien) Piston with an insert made of a metal alloy based on copper and surrounding the mouth of the combustion chamber
JPS60206960A (en) 1984-03-31 1985-10-18 Honda Motor Co Ltd Piston for internal-combustion engine
AT380311B (en) 1983-08-04 1986-05-12 Avl Verbrennungskraft Messtech PISTON FOR DIESEL ENGINES WITH DIRECT FUEL INJECTION
EP0383001A1 (en) 1989-02-15 1990-08-22 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Air-compressing valve-controlled internal-combustion engine
DE19534770A1 (en) * 1994-09-19 1996-03-21 Nissan Motor Diesel engine with EGR control
US5832880A (en) * 1997-07-28 1998-11-10 Southwest Research Institute Apparatus and method for controlling homogeneous charge compression ignition combustion in diesel engines
JP2000145461A (en) * 1998-11-09 2000-05-26 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
EP1045136A1 (en) * 1999-04-13 2000-10-18 DaimlerChrysler AG Method for operating a reciprocating internal combustion engine and injection nozzle for carrying out the method
US6158413A (en) 1999-03-19 2000-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Direct injection diesel engine
US6338245B1 (en) 1999-09-17 2002-01-15 Hino Motors, Ltd. Internal combustion engine
US20020056434A1 (en) * 2000-09-29 2002-05-16 Tobias Flamig-Vetter Method of operating a diesel internal combustion engine
EP1251252A1 (en) * 2000-01-25 2002-10-23 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Direct injection type internal combustion engine
EP1348854A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-01 Mazda Motor Corporation Combustion control apparatus for a diesel engine, a diesel engine, combustion control method thereof, computer-readable storage medium, and computer program

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19621635B4 (en) * 1996-05-30 2004-02-05 Audi Ag Diesel engine
US6302080B1 (en) * 1998-07-31 2001-10-16 Denso Corporation Fuel injection system having pre-injection and main injection
DE19953932C2 (en) * 1999-11-10 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Method for operating a reciprocating piston internal combustion engine
JP2001221050A (en) * 2000-02-10 2001-08-17 Nissan Motor Co Ltd Piston for direct injection diesel engine
FR2806753B1 (en) * 2000-03-27 2005-09-23 Toyota Motor Co Ltd EXHAUST GAS PURIFIER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974449C (en) 1952-02-23 1960-12-29 Maschf Augsburg Nuernberg Ag High-speed diesel engine with a rotary combustion chamber in the piston
DE1122325B (en) 1958-12-02 1962-01-18 Mahle Kg Light metal pistons for internal combustion engines with a combustion chamber provided in the piston crown
DE2136594A1 (en) 1970-07-30 1972-02-03 Mondial Piston Dott GaIh Ercole & C s p a , Turm (Italien) Piston with an insert made of a metal alloy based on copper and surrounding the mouth of the combustion chamber
AT380311B (en) 1983-08-04 1986-05-12 Avl Verbrennungskraft Messtech PISTON FOR DIESEL ENGINES WITH DIRECT FUEL INJECTION
JPS60206960A (en) 1984-03-31 1985-10-18 Honda Motor Co Ltd Piston for internal-combustion engine
EP0383001A1 (en) 1989-02-15 1990-08-22 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Air-compressing valve-controlled internal-combustion engine
DE19534770A1 (en) * 1994-09-19 1996-03-21 Nissan Motor Diesel engine with EGR control
US5832880A (en) * 1997-07-28 1998-11-10 Southwest Research Institute Apparatus and method for controlling homogeneous charge compression ignition combustion in diesel engines
JP2000145461A (en) * 1998-11-09 2000-05-26 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
US6158413A (en) 1999-03-19 2000-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Direct injection diesel engine
EP1045136A1 (en) * 1999-04-13 2000-10-18 DaimlerChrysler AG Method for operating a reciprocating internal combustion engine and injection nozzle for carrying out the method
US6338245B1 (en) 1999-09-17 2002-01-15 Hino Motors, Ltd. Internal combustion engine
EP1251252A1 (en) * 2000-01-25 2002-10-23 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Direct injection type internal combustion engine
US20020056434A1 (en) * 2000-09-29 2002-05-16 Tobias Flamig-Vetter Method of operating a diesel internal combustion engine
EP1348854A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-01 Mazda Motor Corporation Combustion control apparatus for a diesel engine, a diesel engine, combustion control method thereof, computer-readable storage medium, and computer program

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 08 6 October 2000 (2000-10-06) *
WALTER BRUNO; GATELLIER BERTRAND: "Development of the High Power NADI Concept Using Dual Mode Diesel Combustion to Achieve Zero NOx and Particulate Emissions", SAE TECHNICAL PAPER SERIES 2002-01-1744, 6 May 2002 (2002-05-06) - 9 May 2003 (2003-05-09), International Spring Fuels & Lubricants Meeting & Exposition, Reno, Nevada, XP002279240 *

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1582727A3 (en) * 2004-03-31 2007-03-14 Isuzu Motors Limited Diesel Engine
EP1637715A3 (en) * 2004-09-18 2011-10-19 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine
US8511271B2 (en) 2004-09-21 2013-08-20 Daimler Ag Internal combustion engine
EP1801395A4 (en) * 2004-10-01 2009-01-14 Isuzu Motors Ltd Diesel engine
US7640094B2 (en) 2004-10-01 2009-12-29 Isuzu Motors Limited Diesel engine
FR2878906A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-09 Inst Francais Du Petrole DIRECT FUEL INJECTION ENGINE WITH A PISTON HAVING A BOWL WITH AN INCLINED LATERAL WALL
FR2879247A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-16 Renault Sas ENGINE COMBUSTION CHAMBER AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE PISTON FOR LARGE INJECTION PHASE IN THE CYCLE
DE102004061028B4 (en) * 2004-12-18 2014-10-23 Pierburg Gmbh Exhaust gas recirculation system
DE102004061028A1 (en) * 2004-12-18 2006-07-06 Pierburg Gmbh Exhaust gas recirculation system
WO2006076938A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle comprising an exhaust gas recirculation system
EP1983168B1 (en) * 2006-02-08 2019-04-24 Hino Motors, Ltd. Combustion chamber structure of direct injection type diesel engine
DE102006063075B3 (en) 2006-05-04 2023-08-10 Mercedes-Benz Group AG Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine for such a method
DE102006020642B4 (en) 2006-05-04 2019-05-23 Daimler Ag Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine for such a method
DE102006054043A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-21 Volkswagen Ag Internal combustion engine with exhaust gas recirculation
US8091535B2 (en) 2006-11-16 2012-01-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine with an exhaust-gas recirculation and method for operating an internal combustion engine
US8555864B2 (en) 2006-11-16 2013-10-15 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine with an exhaust-gas recirculation and method for operating an internal combustion engine
DE112008000329B4 (en) 2007-02-15 2022-03-17 Scania Cv Ab (Publ) Device and method for an internal combustion engine
US8770168B2 (en) 2010-01-29 2014-07-08 Ricardo Uk Limited Direct injection diesel engines
WO2011092459A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Ricardo Uk Limited Direct injection diesel engines
CN102892992A (en) * 2010-01-29 2013-01-23 里卡多英国有限公司 Direct Injection Diesel Engine
US10041395B2 (en) 2014-06-09 2018-08-07 Mazda Motor Corporation Combustion chamber structure for diesel engine
DE102015007212B4 (en) 2014-06-09 2018-08-02 Mazda Motor Corporation "Combustion chamber structure for a diesel engine, diesel engine and method of constructing a combustion chamber"
US10641190B2 (en) 2014-12-19 2020-05-05 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Method for operating a spark ignited engine
WO2017152203A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 Avl List Gmbh Air-compressing internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE10393905D2 (en) 2006-01-19
AU2003287752A1 (en) 2004-07-14
CN1729354A (en) 2006-02-01
DE10393905B4 (en) 2016-09-15
CN100404814C (en) 2008-07-23
AT7204U1 (en) 2004-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10393905B4 (en) Method for operating a direct-injection diesel internal combustion engine
DE10348366B4 (en) Method for operating a direct-injection diesel internal combustion engine
WO2005033496A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
DE102018003999B4 (en) Diesel engine, method for controlling a diesel engine and computer program product
DE60016431T2 (en) METHOD FOR REGULATING FUEL INJECTION IN A COMBUSTION ENGINE
DE10392175T5 (en) Internal combustion engine with low emissions
DE102011077416B3 (en) Method for operating a spark-ignited internal combustion engine with direct injection
EP1488091A1 (en) Self-igniting internal combustion engine
DE10329524A1 (en) Auto-ignition internal combustion engine
DE69418703T2 (en) EXHAUST GAS RECIRCULATION SYSTEM IN A TWO-STROKE COMBUSTION ENGINE
DE10159479A1 (en) Method for operating an internal combustion engine
WO2003081018A1 (en) Self-igniting internal combustion engine
WO2004057168A1 (en) Method for operating a direct-injection diesel engine
DE69400175T2 (en) Combustion chamber structure for an internal combustion engine
DE112008000329B4 (en) Device and method for an internal combustion engine
DE102016109029A1 (en) Free piston device and method for operating a free piston device
EP2003303B1 (en) Piston with a piston bowl for a combustion engine and method for fuel-mixture generation using an injection device and such a piston
DE60224788T2 (en) PROCESS FOR PURELY INJECTING FLUID INTO A COMBUSTION ENGINE
DE10040117B4 (en) Method for operating a diesel engine
DE60319166T2 (en) Method and internal combustion engine for secure mixture of at least one gaseous fluid, such as air, and a fuel in a combustion chamber of a direct-injection internal combustion engine
DE3612029A1 (en) AIR COMPRESSING PISTON COMBUSTION ENGINE
EP1067281A2 (en) Spark ignited reciprocating piston engine
DE3802669A1 (en) A METHOD FOR TWO-PHASE INJECTION AND SUBSEQUENTLY CLOSED EVAPORATION OF DIESEL FUELS BEFORE THE COMBUSTION IN DIESEL COMBUSTION ENGINES
DE102005014673A1 (en) A method of controlling the recirculation of the exhaust gases of a supercharged internal combustion engine and engine using such method
DE102011050087A1 (en) Reciprocating internal combustion engine for vehicle, has fuel injection valve that is formed axially between top dead center and bottom dead center of piston

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20038A67723

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 93272003

Country of ref document: AT

REF Corresponds to

Ref document number: 10393905

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060119

Kind code of ref document: P

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10393905

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP