(57)【要約】本発明は、排出物質浄化装置を備えた内燃機関を運転する方法に関する。本発明によれば、濃厚排気ガス組成を有する内燃機関の濃厚運転、又は、希薄排気ガス組成を有する内燃機関の希薄運転が交互に設定される。加えて、内燃機関の一燃焼サイクルの間に導入される燃料の量が、少なくとも１回の予備噴射、少なくとも１回の主噴射、及び少なくとも１回の後噴射によって導入される。本発明によれば、燃焼室内に予め均質化された混合物を得るために、濃厚運転の間の初期の時点で燃料の予備噴射が起こる。最初のうちは非可燃性混合物が燃焼室内に存在するように、予備噴射で噴射される燃料の量が測定され、かつ誘発空気絞りが燃焼室圧力を低下させる。燃焼室内に存在する混合物の着火性を改善するために、主噴射が、燃焼室内の予め均質化された混合物に加えられる。少なくとも１回の予備噴射及び少なくとも１回の主噴射の燃焼が過剰な酸素下で起こり、濃厚排気ガス組成が、最少の１回の後噴射によって設定される。
2006517635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス浄化システムを有し、
濃厚排気ガス組成を有する内燃機関の濃厚混合気燃焼モード、又は、希薄排気ガス組成を有する内燃機関の希薄混合気燃焼モードが交互に設定され、
前記内燃機関の一燃焼サイクルの間に導入される燃料の量が、少なくとも１回の予備噴射、少なくとも１回の主噴射、及び少なくとも１回の後噴射によって導入される内燃機関の運転方法において、
前記濃厚混合気燃焼モードにおいて、前記燃焼室内で混合気の事前の均質化を達成するために、燃料の予備噴射が初期の時間に行われ、最初のうちは可燃性でない混合気が前記燃焼室に存在するように、前記予備噴射によって噴射される燃料の量が設定され、
燃焼室圧力が吸気空気の流れを絞ることによって低下され、
主噴射が、前記燃焼室に存在する前記混合気の着火性を改善するために、前記燃焼室内の前記事前に均質化された混合気に加えられ、
前記少なくとも１回の予備噴射及び前記少なくとも１回の主噴射の燃焼が過剰な酸素下で行われ、
前記少なくとも１回の後噴射によって濃厚排気ガス組成が設定されることを特徴とする内燃機関の運転方法。
【請求項２】
前記濃厚混合気燃焼モードでは、排気ガス再循環を行わずに運転することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の運転方法。
【請求項３】
制御可能な入口渦流が生成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の運転方法。
【請求項４】
前記吸気空気の流れの絞りが、少なくとも１個の絞り弁及び／又は可変入口弁制御によって行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の運転方法。
【請求項５】
前記少なくとも１回の予備噴射及び前記少なくとも１回の主噴射により、２未満、好ましくは１．１〜１．３の空気過剰率（λ）で燃焼することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の運転方法。
【請求項６】
前記少なくとも１回の主噴射が、前記燃焼室の上死点の付近で導入されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の運転方法。
【請求項７】
前記予備噴射が、下死点の前で燃焼室に導入されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の運転方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法を行う排気ガス浄化システムを有する内燃機関であって、
少なくとも１回の予備噴射、少なくとも１回の主噴射、及び少なくとも１回の後噴射によって燃料量を導入する手段、
噴射時点及び噴射量を、制御ユニットによって事前に定められた制限内に調節する手段、
前記少なくとも１回の予備噴射によって導入される燃料の量を、事前に均一化する手段、並びに
吸気空気の流れを絞るために提供される手段、
を有する噴射システムを有することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス浄化システムを有する内燃機関の運転方法に関し、ここでは、濃厚排気ガス組成を有する内燃機関の濃厚混合気燃焼モード、又は、希薄排気ガス組成を有する内燃機関の希薄混合気燃焼モードが交互に設定され、かつ、一燃焼サイクルの間に導入される燃料の量が、少なくとも１回の予備噴射、少なくとも１回の主噴射、及び少なくとも１回の後噴射によって導入される。
【０００２】
本発明はまた、本発明による方法を行うための排気ガス浄化システムを有する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００３】
酸素富化燃焼排気ガス中の窒素酸化物は、アンモニアを用いて非常に効率よく窒素に還元することができる。この方法では、車両それ自体にある触媒コンバータ装置でアンモニアを発生させることが適切である。この場合、アンモニア発生触媒コンバータ装置は、例えば三元触媒コンバータによって構成することができ、それは、理論混合比より濃いときの排気ガス組成物を用いて、窒素酸化物ＮＯｘと水素Ｈ２からアンモニアＮＨ３を合成する。このアンモニアは、排気ガス組成が理論混合比より濃いとき又は濃厚なとき、下流側窒素酸化物還元触媒コンバータに吸蔵される。排気ガス組成が、その後理論混合比を超えたとき又は希薄になったとき、このアンモニアは、窒素酸化物還元触媒コンバータ内で窒素酸化物を窒素に還元する。発生するアンモニアの量は、理論混合比に対する濃さ又は濃厚燃焼中に提供される窒素酸化物の量に依存する。
【０００４】
用語「希薄混合気燃焼モード」は、理論混合比を超えるエンジン運転モードを意味するものとして理解されるもので、その場合、過剰な酸素、すなわちλ＞１が燃焼の間存在する。用語「濃厚混合気燃焼モード」は、理論混合比よりも濃い状態でのエンジン運転モードを意味するものとして理解されるもので、その場合、過剰な燃料、すなわちλ＜１が燃焼の間存在する。したがって、希薄排気ガス組成は、排気ガス中の過剰な酸素を意味し、濃厚排気ガス組成は、排気ガス中の過剰な燃料を意味する。
【０００５】
特許文献１は、排気ガス浄化システムを開示しており、それは、濃厚排気ガス組成の間、第１の触媒コンバータ装置を使用して、排気ガス中に含まれる水素及び窒素酸化物からアンモニアを発生させ、かつ、第２の触媒コンバータ装置によって、発生したアンモニアを吸蔵する。排気ガス組成が希薄であるとき、排気ガス中に含まれる窒素酸化物は、還元剤として一時的に吸蔵されていたアンモニアを使用して還元反応を受ける。また、有意量のアンモニアを合成するため、排気ガス組成が濃厚なとき十分な窒素酸化物が排気ガス中に確実に含まれるように、第３の触媒コンバータ装置が、排気ガス組成が希薄であるとき、排気ガス中に含まれる窒素酸化物を一時的に吸蔵し、かつ、排気ガス組成が濃厚なとき、以前に吸蔵していた窒素酸化物を再び放出するが、この装置が、第１の触媒コンバータ装置の上流側に接続され、それが、排気ガス組成が濃厚なときアンモニア発生を提供する。
【０００６】
特許文献２は、排気ガス浄化システムを有するディーゼルエンジン用のエンジン制御ユニットを開示しており、それは、窒素酸化物ＮＯｘ用の吸着装置を備え、排気ガス組成が希薄なとき窒素酸化物を吸着する。濃厚排気ガス組成では、排気ガスは還元性雰囲気を有するが、吸着装置システムを再生させるのには濃厚排気ガス組成が時々必要になる。濃厚又は希薄排気ガス組成を設定するため、予備噴射、主噴射、及び燃料後噴射によって、ある燃料量が噴射される。燃料後噴射は、実質的に単に蒸発かつ処理されるだけでなく、少量の割合で燃焼し、未燃炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯのかなり大きい放出をもたらす。排気ガス組成が濃厚なとき、吸着装置が吸蔵していた窒素酸化物を放出した場合、吸着器表面の反応生成物炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯは、窒素酸化物を窒素Ｎ２に転化する働きをする。
【０００７】
特許文献３は、ディーゼルエンジン用の多段階燃焼方法を開示しており、そこでは、燃焼されるべき燃料の空気過剰率λ、及び供給される燃焼用空気が、制御ユニットによって予め定められた値に従って設定される。制御ユニットは、通常の希薄混合気燃焼モードから一時的に濃厚混合気燃焼モードに切替えることができる。濃厚混合気燃焼モードにおいて、主噴射に関する時間によってセットバックされる燃料の後噴射、及び、適切な場合、適宜の所望回数の予備噴射が提供される。理論混合比を超える、又は理論混合比の空燃比は、必要に応じて、時間によってセットバックされる別の後噴射によって作り出すことができる。この燃焼方法は、濃厚混合気燃焼モードにおいて、ＮＯｘ吸着器システムの再生のために適切な排気ガス組成及び温度を提供するのに適する。
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８  ２０  ８２８  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１９７  ５０  ２２６  Ｃ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１００  ２９  ５０４  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、内燃機関、及びまた、内燃機関内の燃料の燃焼に影響を与えることによって、濃厚排気ガス組成の場合でも、有意に多量のアンモニアを合成するのに十分な窒素酸化物の量が提供される内燃機関を運転する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のため、本発明は、排気ガス浄化システムを有する内燃機関を運転する方法を提供し、濃厚排気ガス組成を有する内燃機関の濃厚混合気燃焼モード、又は希薄排気ガス組成を有する内燃機関の希薄混合気燃焼モードが交互に設定され、かつ、内燃機関の一燃焼サイクルの間に導入される燃料の量が、少なくとも１回の予備噴射、少なくとも１回の主噴射、及び少なくとも１回の後噴射によって導入されるその方法において、
濃厚混合気燃焼モードにおいて、前記燃焼室内で混合気の事前の均質化を達成するために、燃料の予備噴射が初期の時間に行われ、最初のうちは可燃性でない混合気が燃焼室に存在するように、予備噴射によって噴射される燃料の量が設定され、かつ燃焼室圧力が吸気空気の流れを絞ることによって低下され、主噴射が、燃焼室に存在する混合気の着火性を改善するために、燃焼室の事前に均質化された混合気に加えられ、少なくとも１回の予備噴射及び少なくとも１回の主噴射の燃焼が、過剰な酸素下で行われ、かつ、濃厚排気ガス組成が、少なくとも１回の後噴射によって設定される。
【００１１】
均質化された燃料調合、及び、実質的に完全に均質なシリンダ給気の過剰酸素下での燃焼の結果として、高温度、したがって、かなり低水準の排気ガス濃度と共に、多量の窒素酸化物が形成される。理論混合比より濃い排気ガスは、燃焼にある程度参加するセットバック後噴射によって提供される。その結果、濃厚混合気燃焼モードにおいても、十分な窒素酸化物を利用して、かなりの量のアンモニアを合成することができるようになる。その結果として、アンモニア発生触媒コンバータの上流側に接続される追加のＮＯｘ吸着器は、より小さくすることができるか、又は適宜、全体として省略することもできる。濃厚混合気燃焼モードにおいても窒素酸化物のかなりの量が提供されるので、触媒コンバータの再生に必要になる濃厚混合気燃焼モードの所要時間を短縮することが可能であり、その結果燃料消費量は下がる。本発明による燃焼方法により、濃厚混合気燃焼モードにおいても、アンモニア発生触媒コンバータにおける窒素及び水素からのアンモニアの合成に必要になる高い排気ガス温度を発生させることが可能になる。
【００１２】
吸気空気の流れ絞りは、主燃焼の間、燃焼室の空燃比が２．０未満であるような方法で行われる。本発明において選択される噴射方策から得られる燃料／空気混合気の事前の均質化は、主燃焼が、低空燃比及び高い燃焼室温度で行われ、その結果、高濃度の窒素酸化物が燃焼室に形成されることを意味する。最高の窒素酸化物濃度は、１．１〜１．３の空燃比で達成される。この場合、上死点前のシリンダ給気の早すぎる自然着火、又は抑制できない自然着火は、実行される吸気空気の流れ絞りによって防止され、燃焼室圧力の低下につながる。したがって、事前に均質化されたシリンダ給気は、目標とする上死点の領域における主噴射のみによって点火され、高温度で燃焼する。すでに上記したように、選択した空燃比により、大きい窒素酸化物放出が、同時に低水準の排気ガス濃度と共に、得られる。
【００１３】
その場合、濃厚混合気燃焼モードにおいては排気ガス再循環がないことが有利である。
【００１４】
本発明の改良では、制御可能な入口渦流が生成される。
【００１５】
制御可能な入口渦流は、燃焼室の燃料／空気混合気の事前の均質化、及び吸気空気の流れ絞りを支援する。
【００１６】
本発明の改良では、吸気空気の流れ絞りは、少なくとも１個の絞り弁及び／又は可変入口弁制御によって行われる。
【００１７】
一例として、それぞれのシリンダには、絞り弁を割り当てることができ、その場合、それは、排気ガス再循環装置の下流側に取付けられる。各シリンダに１個のオリフィスの代替として、それぞれの場合にシリンダバンク又は複数のシリンダにオリフィスを備えることもまた可能である。絞り弁の代替又はこれに加えて、可変入口弁制御を備えることもまた可能である。あるいは、吸気空気の流れ絞り装置もまた、流れ方向に見て排気ガス再循環装置の上流側に取付けることができる。吸気空気の流れ絞りの全ての手段は、作用する駆動機構によって駆動され、それは、電子エンジン制御装置からの信号に応じて補助力によって駆動される。
【００１８】
本発明の改良では、制御可能な入口渦流が生成される。
【００１９】
圧縮段階の際噴射される燃料の分散が、大きい渦流によって促進され、その効果を後押しし、それによって、事前に均質化された混合気が、時期尚早に又は抑制できない仕方で点火されることはない。
【００２０】
本発明の改良では、少なくとも１回の予備噴射及び少なくとも１回の主噴射は、２未満、好ましくは１．１〜１．３のλ値で燃焼する。
【００２１】
このようにして、アンモニア合成用の十分な量の窒素酸化物が、濃厚混合気燃焼モードにおいても形成される。
【００２２】
本発明の改良では、少なくとも１回の主噴射は、燃焼室の上死点の領域に導入される。
【００２３】
少なくとも１回の主噴射が、燃焼室に存在する燃料／空気混合気の点火を誘発し、又は、その着火性を少なくともかなり改善する。この場合、主噴射は、ＴＤＣ前の約１０°からＴＤＣ後の１０°までの範囲で、好ましくはＴＤＣ前の４°からＴＤＣ後の４°までの範囲で行うことができる。
【００２４】
本発明の改良では、予備噴射は、下死点の前でも燃焼室に導入される。
【００２５】
このようにして、事前の均質化を後押しすることができる。オイルの減少は、シート・オリフィス領域における噴射によって回避される。
【００２６】
本発明が基づく課題はまた、本発明による方法を行う制御可能な噴射システムを有する内燃機関によって解決され、その場合、少なくとも１回の予備噴射によって導入される燃料の量を事前に均一化する手段が提供され、吸気空気の流れを絞る手段が提供される。
【００２７】
本発明のなお別の特徴及び利点は、特許請求の範囲、及び、図面による本発明の好適な実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に示す概略図はディーゼルエンジン１０を示し、それは、第１の触媒コンバータ装置１２を有する排気ガス浄化システムを備え、それは、排気ガス組成が濃厚なとき、適切な排気ガス組成からアンモニアを発生させる。第１の触媒コンバータ装置１２の下流側に、第２の触媒コンバータ装置１４があり、それは、排気ガス組成が濃厚なとき、第１の触媒コンバータ装置１２が発生したアンモニアを吸着する。排気ガス組成が希薄なとき、第２の触媒コンバータ装置１４は、再びアンモニアを放出し、次いで、このアンモニアは還元反応の還元剤の働きをして、それによって排気ガス中に含まれる窒素酸化物が窒素に転化され、同時にアンモニアが酸化される。希薄混合気燃焼モードにおいて、第２の触媒コンバータ装置１４におけるアンモニアの吸蔵量が一時的に使い尽くされるとすぐに、エンジンは、濃厚混合気燃焼モードに切替えられる。
【００２９】
第３の触媒コンバータ装置１６は、任意選択であり、排気ガス組成が希薄なとき、排気ガス中に含まれる窒素酸化物を一時的に吸蔵し、かつ、排気ガス組成が濃厚なとき、以前に一時的に吸蔵していた窒素酸化物を再度放出することを目的としているが、これを、第１の触媒コンバータ装置１２の上流側に破線で示す。第３の触媒コンバータ装置１６は、濃厚混合気燃焼モードにおいて、第１の触媒コンバータ装置１２によるアンモニアの発生を加速するために備えることができる。
【００３０】
本発明により、ディーゼルエンジン１０が濃厚混合気燃焼モードで運転されるときでも、ディーゼルエンジン１０それ自体内の燃料の燃焼に影響を与えることによって、多量の窒素酸化物が排気ガスに提供されるのが可能になる。その結果、第１の触媒コンバータ装置１２におけるアンモニアの発生が加速される。このようにして、アンモニアの発生に必要である濃厚運転段階を、従来方法と比較して短縮することができる。
【００３１】
ディーゼルエンジン１０は噴射システム１８を有し、それは、中央エンジン制御ユニット２０によって駆動される。中央エンジン制御ユニット２０は、一燃焼サイクルの間にディーゼルエンジン１０内の燃焼室への噴射に提供される合計噴射量を、少なくとも１回の予備噴射、少なくとも１回の主噴射、及び少なくとも１回の後噴射に分割することができる。
【００３２】
ディーゼルエンジン１０は、排気ガス再循環管路２２を備えており、それは、排気マニホールド２４を吸気マニホールド２６と連結し、排気ガス再循環熱交換器２８を経由してつながる。排気ガス再循環管路２２は、中央エンジン制御ユニット２０の制御下に、吸気経路に取付けられる排気ガス再循環弁３０によって開閉できる。本発明による方法では、排気ガス再循環管路２２は、濃厚混合気燃焼モードでは、排気ガス再循環弁３０によって閉じられている。
【００３３】
さらに、ディーゼルエンジン１０は、排気ガス再循環弁３０の上流側の吸気経路に絞り弁３２を備え、その弁は、同様に中央エンジン制御ユニット２０によって駆動することができる。さらに、吸気経路には、ディーゼルエンジン１０の個々の燃焼室それぞれ用の個々の絞り弁３４があり、それは、同様に中央エンジン制御ユニット２０によって調節することができる。
【００３４】
排気マニホールド２４から出発して、ディーゼルエンジン１０からの排気ガスは、まず第一に排気ガス・タービン３６を通り、その幾何形状は、制御ユニット２０によって変えることができる。排気ガス・タービン３６は圧縮機３８を駆動し、それは、ａで示した位置で新鮮な外気を吸入し、かつそれを吸気経路、したがってディーゼルエンジン１０の吸気マニホールド２６に圧入する。インタークーラー４０が、圧縮機３８と吸気マニホールド２６の間に備えられる。第２の触媒コンバータ装置１４の下流側で、排気ガスは、排気ガス浄化システムからｂで示した方向に離れる。
【００３５】
中央エンジン制御ユニット２０は、ディーゼルエンジン１０の運転パラメータの現在の設定値についての情報を、センサ４２を介して受信するが、それは、単に概略的かつ一例として例示したものである。センサ４２は、一例として、第２の触媒コンバータ装置１４に吸蔵されていたアンモニアが使い尽くされたか、かつ、その結果として、ディーゼルエンジン１０を希薄混合気燃焼モードから濃厚混合気燃焼モードに切替える必要があるかを確認できるように、第２の触媒コンバータ装置１４の下流側の排気ガス組成を記録する。さらに、センサ４２は、中央エンジン制御ユニット２０に、ブースト圧、給気温度、クランクシャフト角度、及び排気ガス温度等の情報を提供する。
【００３６】
中央エンジン制御ユニット２０は特性曲線を記憶しており、それを使用して、ディーゼルエンジン１０の濃厚混合気燃焼モード及び希薄混合気燃焼モードの両方について、ディーゼルエンジン１０を制御する。
【００３７】
図２に示した説明図は、圧縮段階の間の燃焼室におけるエネルギー含量の曲線を概略的に示す。水平線５０は、燃焼室にある均質混合気の自然着火に必要なエネルギー要求を示す。圧縮段階の間、燃焼室のエネルギー含量は、圧縮に由来するエネルギー供給の結果として上昇するが、しかし、しきい値５０未満にとどまる。その結果として、少なくとも１回の予備噴射によって導入される燃料の量は、初めのうちは点火されない。この場合、時期尚早の自然着火、又は抑制できない自然着火は、予備噴射によって導入される燃料量の均一化、及び、吸気空気の流れを絞ることによって低下する燃焼室圧力によって回避される。点火補助を行うように主噴射が燃焼室に導入される時間ＨＥのときだけ、エネルギー含量はしきい値５０より上に上昇し、その結果、自然着火を起こすことができる。このことにより、時間ＨＥに導入される主噴射によって、燃焼室の混合気の着火性が改善され、それは、実際上、燃焼室の混合気の点火が主噴射によって行われることを意味する。
【００３８】
図３に示した説明図は、クランクシャフト角度（度）に対してシリンダ圧力をプロットしたものである。連続線は、ディーゼルエンジンの流れを絞ってない運転時のシリンダ圧力を表し、一方、破線は、ディーゼルエンジンの流れを絞った運転時、すなわち吸気空気の流れを絞ったときのシリンダ圧力を表す。圧縮段階において、吸気装置で流れを絞ることはシリンダ圧力の低下につながることが疑いなく明白であろう。これにより、予備噴射によって導入される燃料の量が増加されるのが可能になり、その結果、できるだけ低いλのときに均質な燃焼を起こすことができる。
【００３９】
図４に示した説明図は、本発明による方法、及び特に燃焼室に存在する燃料／空気混合気の事前の均質化のために本発明において選択される噴射方策を描いたものである。
【００４０】
参照番号５６は、予備噴射を使用して燃料シリンダ給気を均質化する予備噴射を示す。これらの予備噴射５６は、燃焼室でいかなる熱も放出しない。燃料の導入は、１回もしくはそれ以上の予備噴射によって行うことができる。図４から分かるように、予備噴射は、かなり初期の段階で、適切な場合、負荷変動上死点ＬＣ−ＴＤＣの前でも行うことができる。予備噴射は、下死点の前、したがって、圧縮段階が始まる前から点火上死点（点火ＴＤＣ）の直前までで行うこともできる。予備噴射がシート・オリフィス領域、適切な場合、入口及び／又は排気弁のシート領域に導入される場合、初期の予備噴射による油希釈の危険性は全くない。予備噴射５６によって導入される混合気は、圧縮の際自然着火ができず、したがって、主噴射の形の点火補助又は熱の放出として知られているものを必要とする。すでに述べたように、本発明による方法では、吸気空気の流れを絞る方策がとられ、シリンダ圧力の低下につながる。低下したシリンダ圧力のため、自然着火を引き起こさずに多量の燃料を噴射することが可能である。
【００４１】
参照番号５８は、任意選択の熱を放出するための予備噴射を示す。これらの予備噴射５８は、点火条件を良くする働きをするが、しかし、均質化された混合気はまだ点火されない。任意選択の予備噴射５８は、下死点の後、及び点火上死点の後でも導入することができる。
【００４２】
参照番号６０は、均質化された混合気の点火補助として働く１回もしくはそれ以上の主噴射を示す。内燃機関の追加の負荷制御が主噴射６０によって提供されることが有利である。図２に示したように、燃焼室における混合気の自然着火は、主噴射６０が導入された直後に起こる。したがって、１回もしくはそれ以上の主噴射６０は、点火上死点の領域、例えば、点火−ＴＤＣ前の１°ＣＡ、又はＴＤＣ前の４°ＣＡに導入される。
【００４３】
予備噴射５６、任意選択の予備噴射５８、及び主噴射６０によって形成される混合気は、燃焼の際発生する窒素酸化物の量を高水準に保持するために、かつ、高い排気ガス温度を供給するために燃焼室において過剰な酸素下で燃焼させる。しかし、過剰な燃料を有する濃厚排気ガスがアンモニアの形成に必要になるので、本発明による方法では、濃厚排気ガス組成に対応したλ＞１の空気過剰率を設定するために、１回もしくはそれ以上の後噴射６２が導入される。後噴射６２は、やはり燃焼室において燃焼することができ、エンジン負荷に対して貢献をする。少なくとも部分的な燃焼又は後噴射量６２の転化により、燃焼室において、例えばアンモニアの合成に必要になる十分に多量の水素が形成される。いずれの場合も、後噴射６２は、点火上死点の後に行われ、下死点の後にも導入することができる。一例として、追加の後噴射６２は、ＴＤＣ後の４３°ＣＡ又はＴＤＣ後の６０°ＣＡに行われる。
【００４４】
本発明による燃焼方法では、燃焼は排気ガス再循環なしで行われ、吸気空気の流れ絞りは、絞り弁又は可変入口弁制御によって行われる。これにより、排気ガス再循環なしでも低い空燃比を提供することが可能になる。加えて、吸気空気の流れが絞られるため、圧縮段階におけるシリンダ圧力が低下するので、事前の均質化のため多量の燃料を噴射することができる。制御可能な入口渦流が、均質化の助けとなり、主燃焼における窒素酸化物の濃度のさらなる増加につながり、加えて、空気質量流量を低下させ、このようにして空燃比の低下が後押しされる。予備噴射量及び主噴射量は、排気ガス再循環なしの過剰な酸素でエンジン運転モードによって燃焼室で転化される。これにより、排気ガス再循環を有する通常燃焼の際に比べてかなり高い水準のＮＯが燃焼室に形成されるのが可能になる。加えて、燃焼室における窒素酸化物濃度は、低空燃比での均質燃焼によってかなり増加する。吸気口渦巻への後押しにより、特に主噴射、又は、知られているように、上死点の領域に噴射される点火噴流に属する燃料留分において、窒素酸化物の形成がさらに促進される。
【００４５】
本発明による燃焼方法では、少なくとも部分的に燃焼し、かつ後で導入される後噴射量が、例えばアンモニアの合成に必要になる水素分子留分を排気ガス中に供給する役割を果たす。同時に、アンモニア合成に必要になる理論混合比よりも濃い条件を、後噴射によって意図的に設定することができる。本発明による内燃機関の濃厚混合気燃焼モード、及び希薄混合気燃焼モードは、エンジン制御ユニットに格納される特性図によって制御される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による方法を行う排気ガス浄化システムを有する本発明によるディーゼルエンジンを示す。
【図２】燃焼室のエネルギー含量の曲線を例示する図を示す。
【図３】吸気空気の流れ絞りを有する、及びそれを有さないシリンダ圧力に関する図を示す。
【図４】クランクシャフト角度に対して描いた本発明による方法の概略図を示す。
【図１】
2006517635.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2006517635.tif 000007
2006517635.tif 000008
2006517635.tif 000009
2006517635.tif 000010
2006517635.tif 000011
2006517635.tif 000012