DE102019116035B4

DE102019116035B4 - Method and device for operating an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102019116035B4
Application number: DE102019116035.9A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Walther; Michael Günther
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: DE102019116035A1

Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen effektiven und zuverlässigen Betrieb einer Brennkraftmaschine über deren gesamten Betriebsbereich dauerhaft zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird während des Betriebs einer Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern, wobei zwischen einem Zylinder und einer Ansaugleitung zumindest ein Einlassventil angeordnet ist und der Ansaugleitung ein Wärmetauscher zugeordnet ist und zudem der Wärmetauscher beweglich gegenüber dem Zylinder ist, so dass ein Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder variabel einstellbar ist, der Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder in Abhängigkeit davon eingestellt, in welchem Betriebspunkt oder Betriebsbereich die Brennkraftmaschine betrieben wird. D. h. es erfolgt eine Einstellung dieses Abstandes in Abhängigkeit von der Belastung (Motorlast) der Brennkraftmaschine. Wird folglich die Brennkraftmaschine mit hoher Last betrieben, dann wird der Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder so eingestellt, dass vom Zylinder in die Ansaugleitung zurückgeleitetes Gasgemisch den Wärmetauscher erreicht und in Kontakt mit dem Wärmetauscher tritt, wobei dem Gasgemisch Wärme mittels des Wärmetauschers entzogen wird und somit klopfenden Verbrennungen entgegengewirkt wird. Wird dem hingegen die Brennkraftmaschine mit niedriger Last betrieben, dann wird der Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder so eingestellt, dass vom Zylinder in die Ansaugleitung zurückgeleitetes Gasgemisch den Wärmetauscher nicht erreicht und nicht in Kontakt mit dem Wärmetauscher tritt, wobei dem zurückgeleiteten Gasgemisch keine Wärme mittels des Wärmetauschers entzogen wird und die Temperatur im Zylinder aufrecht erhalten wird, so dass optimale Zündbedingungen im Zylinder vorliegen und verhindert wird, dass Bestandteile des zurückgeleiteten Gasgemisches in der Ansaugleitung kondensieren und dort unerwünschte Ablagerungen bilden können, was der Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschine zuträglich ist. Eine entsprechende Vorrichtung wird ebenfalls vorgeschlagen. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere Bestandteil eines Fahrzeuges.The object of the present invention is to enable effective and reliable operation of an internal combustion engine over the long term over its entire operating range. According to the invention, during operation of an internal combustion engine with one or more cylinders, at least one inlet valve is arranged between a cylinder and an intake line and a heat exchanger is assigned to the intake line and the heat exchanger is also movable with respect to the cylinder, so that a distance between the heat exchanger and cylinder is variably adjustable, the distance between the heat exchanger and cylinder is set depending on the operating point or operating range in which the internal combustion engine is operated. I.e. this distance is set as a function of the load (engine load) of the internal combustion engine. If the internal combustion engine is consequently operated with a high load, the distance between the heat exchanger and the cylinder is adjusted so that the gas mixture returned from the cylinder into the intake line reaches the heat exchanger and comes into contact with the heat exchanger, with heat being extracted from the gas mixture by means of the heat exchanger and thus knocking burns are counteracted. If, on the other hand, the internal combustion engine is operated at low load, the distance between the heat exchanger and the cylinder is set so that the gas mixture returned from the cylinder into the intake line does not reach the heat exchanger and does not come into contact with the heat exchanger, whereby the returned gas mixture does not generate any heat by means of the Heat exchanger is withdrawn and the temperature in the cylinder is maintained so that optimal ignition conditions are present in the cylinder and it is prevented that components of the returned gas mixture condense in the intake line and form undesirable deposits there, which is beneficial to the reliability of the internal combustion engine. A corresponding device is also proposed. Such a device is in particular part of a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen.The present invention relates to a method and a device for operating an internal combustion engine having the features according to the patent claims.

Wie allgemein bekannt, kann eine Brennkraftmaschine entsprechend dem sogenannten Atkinson-Zyklus mit einem späten Schließen des Einlasses betrieben werden. Dadurch werden die wiederum bekannten Vorteile erreicht, wie geringere Pumpverluste und eine gewisse Variabilität hinsichtlich des Kompressions- und Expansionsverhältnisses, so dass im Ergebnis eine hohe Ausnutzung der Energie aus der Verbrennung und eine Verminderung der Schadstoffemissionen erreicht werden. Bei dem Atkinson-Verfahren wird jedenfalls ein Gasgemisch aus dem Zylinder wieder in die Ansaugleitung zurückgeleitet. Gemäß dem Dokument DE 10 2018 101 808 A1 ist es Stand der Technik, dem in die Ansaugleitung zurückgeleiteten Gasgemisch Wärme zu entziehen, so dass klopfenden Verbrennungen entgegengewirkt wird. Auch aus den Dokumenten DE 10 2005 017 530 B4 und DE 10 2015 120 664 A1 gehen Verfahren zum Betreiben von Brennkraftmaschinen hervor, bei welchen die Klopfsteuerung mit Hilfe von Wärmeübertragern im Ansaugtrakt beeinflusst wird. Wird die Brennkraftmaschine jedoch derart betrieben, dass keine klopfenden Verbrennungen auftreten bzw. nicht zu erwarten sind, insbesondere in einem Teillastbetriebspunkt, ist es nicht zweckmäßig, dem zurückgeleiteten Gasgemisch Wärme zu entziehen. Hier ist es vielmehr günstig, die Temperatur im Zylinder aufrecht zu erhalten, so dass optimale Zündbedingungen im Zylinder vorliegen. Wird in einem Teillastbetriebspunkt dem zurückgeleiteten Gasgemisch keine Wärme entzogen, kann weiterhin verhindert werden, dass Bestandteile des Gasgemisches in der Ansaugleitung kondensieren und dort unerwünschte Ablagerungen bilden können, die der Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschine abträglich sein würden.As is well known, an internal combustion engine can be operated according to the so-called Atkinson cycle with a late closing of the inlet. This again achieves the known advantages, such as lower pumping losses and a certain variability with regard to the compression and expansion ratio, so that the result is a high utilization of the energy from the combustion and a reduction in pollutant emissions. In the Atkinson process, in any case, a gas mixture from the cylinder is fed back into the intake line. According to the document DE 10 2018 101 808 A1 it is state of the art to extract heat from the gas mixture returned to the intake line so that knocking burns are counteracted. Also from the documents DE 10 2005 017 530 B4 and DE 10 2015 120 664 A1 methods for operating internal combustion engines emerge in which the knock control is influenced with the aid of heat exchangers in the intake tract. However, if the internal combustion engine is operated in such a way that no knocking combustion occurs or is not to be expected, in particular at a partial load operating point, it is not expedient to withdraw heat from the gas mixture that is returned. Rather, it is beneficial here to maintain the temperature in the cylinder so that optimal ignition conditions exist in the cylinder. If no heat is extracted from the returned gas mixture at a partial load operating point, it can also be prevented that constituents of the gas mixture condense in the intake line and form undesirable deposits there which would be detrimental to the reliability of the internal combustion engine.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen effektiven und zuverlässigen Betrieb einer Brennkraftmaschine über deren gesamten Betriebsbereich dauerhaft zu ermöglichen.The object of the present invention is to enable effective and reliable operation of an internal combustion engine over the long term over its entire operating range.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens gemäß den Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.According to the invention, this object is achieved by means of a method according to the patent claims. Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird während des Betriebs einer Brennkraftmaschine mit einem oder mehreren Zylindern, wobei zwischen einem Zylinder und einer Ansaugleitung zumindest ein Einlassventil angeordnet ist und der Ansaugleitung ein Wärmetauscher zugeordnet ist und zudem der Wärmetauscher beweglich gegenüber dem Zylinder ist, so dass ein Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder variabel einstellbar ist, der Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder in Abhängigkeit davon eingestellt, in welchem Betriebspunkt oder Betriebsbereich die Brennkraftmaschine betrieben wird. D. h. es erfolgt eine Einstellung dieses Abstandes in Abhängigkeit von der Belastung (Motorlast) der Brennkraftmaschine. Wird folglich die Brennkraftmaschine mit hoher Last betrieben, dann wird der Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder so eingestellt, dass vom Zylinder in die Ansaugleitung zurückgeleitetes Gasgemisch den Wärmetauscher erreicht und in Kontakt mit dem Wärmetauscher tritt, wobei dem Gasgemisch Wärme mittels des Wärmetauschers entzogen wird und somit klopfenden Verbrennungen entgegengewirkt wird. Wird dem hingegen die Brennkraftmaschine mit niedriger Last betrieben, dann wird der Abstand zwischen Wärmetauscher und Zylinder so eingestellt, dass vom Zylinder in die Ansaugleitung zurückgeleitetes Gasgemisch den Wärmetauscher nicht erreicht und nicht in Kontakt mit dem Wärmetauscher tritt, wobei dem zurückgeleiteten Gasgemisch keine Wärme mittels des Wärmetauschers entzogen wird und die Temperatur im Zylinder aufrecht erhalten wird, so dass optimale Zündbedingungen im Zylinder vorliegen und verhindert wird, dass Bestandteile des zurückgeleiteten Gasgemisches in der Ansaugleitung kondensieren und dort unerwünschte Ablagerungen bilden können, was der Zuverlässigkeit der Brennkraftmaschine zuträglich ist.According to the invention, during operation of an internal combustion engine with one or more cylinders, at least one inlet valve is arranged between a cylinder and an intake line and a heat exchanger is assigned to the intake line and the heat exchanger is also movable with respect to the cylinder, so that a distance between the heat exchanger and cylinder is variably adjustable, the distance between the heat exchanger and cylinder is set depending on the operating point or operating range in which the internal combustion engine is operated. I.e. this distance is set as a function of the load (engine load) of the internal combustion engine. If the internal combustion engine is consequently operated with a high load, the distance between the heat exchanger and the cylinder is adjusted so that the gas mixture returned from the cylinder into the intake line reaches the heat exchanger and comes into contact with the heat exchanger, with heat being extracted from the gas mixture by means of the heat exchanger and thus knocking burns are counteracted. If, on the other hand, the internal combustion engine is operated at low load, the distance between the heat exchanger and the cylinder is set so that the gas mixture returned from the cylinder into the intake line does not reach the heat exchanger and does not come into contact with the heat exchanger, whereby the returned gas mixture does not generate any heat by means of the Heat exchanger is withdrawn and the temperature in the cylinder is maintained so that optimal ignition conditions are present in the cylinder and it is prevented that components of the returned gas mixture condense in the intake line and form undesirable deposits there, which is beneficial to the reliability of the internal combustion engine.

Eine entsprechende Vorrichtung wird ebenfalls vorgeschlagen. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere Bestandteil eines Fahrzeuges.A corresponding device is also proposed. Such a device is in particular part of a vehicle.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements of the present invention can be found in the following exemplary embodiment and in the dependent claims.

Wie allgemein bekannt, weist eine Brennkraftmaschine 1 zumindest einen Zylinder 2 auf. Gemäß 1 umfasst die Brennkraftmaschine 1 beispielsweise vier Zylinder 2. Die Brennkraftmaschine 1 arbeitet gemäß dem Viertaktprinzip und weist insbesondere eine Fremdzündung auf. Ein Arbeitsspiel umfasst daher wie bekannt einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Ausstoßtakt.As is well known, an internal combustion engine 1 at least one cylinder 2 on. According to 1 includes the internal combustion engine 1 for example four cylinders 2 . The internal combustion engine 1 works according to the four-stroke principle and has, in particular, an external ignition. As is known, a working cycle therefore comprises an intake stroke, a compression stroke, a power stroke and an exhaust stroke.

Je Zylinder 2 ist auf einer Einlassseite E ein Einlassventil 3 vorgesehen, siehe 2. Natürlich können auf der Einlassseite E auch mehrere Einlassventile 3 vorgesehen sein, es wird im weiteren Verlauf der besseren Übersicht wegen überwiegend nur auf „ein“ Einlassventil 3 Bezug genommen, was aber stets eben auch mehrere Einlassventile 3 sein können. Die auf einer Auslassseite A ebenfalls vorgesehenen Auslassventile werden nicht weiter betrachtet. Das (zumindest eine) Einlassventil 3 trennt wie bekannt eine Verbindung zwischen einem Zylinder 2 und einer Ansaugleitung 4 oder gibt diese frei, so dass Frischgas in einen Zylinder 2 geleitet werden kann bzw. geleitet wird. Das Einlassventil 3 ist wie bekannt in einem Einlasskanal angeordnet. Der Einlasskanal ist in den Figuren nicht genauer gezeigt oder hervorgehoben. Das Einlassventil 3 und der Einlasskanal sind Bestandteile eines Zylinderkopfes. Der Einlasskanal ist gemäß der vorliegenden Erfindung Bestandteil der Ansaugleitung 4 bzw. die Ansaugleitung 4 umfasst den im Zylinderkopf enthaltenen Einlasskanal eines Einlassventils 3. Der Zylinderkopf ist in den Figuren nicht genauer gezeigt oder hervorgehoben.Per cylinder 2 is an inlet valve on an inlet side E. 3 provided, see 2 . Of course, there can also be several inlet valves on the inlet side E. 3 may be provided, in the further course of the process, for the sake of a better overview, it will mainly only focus on “one” inlet valve 3 Referring to that, there are always several inlet valves 3 could be. The exhaust valves also provided on an exhaust side A are not considered further. The (at least one) inlet valve 3 separates how known a connection between a cylinder 2 and a suction line 4th or releases it so that fresh gas enters a cylinder 2 can be directed or is directed. The inlet valve 3 is arranged as known in an inlet channel. The inlet channel is not shown or highlighted in more detail in the figures. The inlet valve 3 and the intake port are components of a cylinder head. According to the present invention, the inlet channel is part of the intake line 4th or the suction line 4th comprises the intake port of an intake valve contained in the cylinder head 3 . The cylinder head is not shown or highlighted in the figures.

Wie allgemein bekannt, erfolgt beim Betreiben einer Brennkraftmaschine 1 ein Öffnen und Schließen des (zumindest einen) Einlassventils 3. Beispielsweise erfolgt ein Öffnen des Einlassventils 3 am Ende eines Ausstoßtakts und ein Schließen des Einlassventils 3 am Ende eines Ansaugtakts. Wie weiterhin bekannt, ist das Öffnen oder Schließen des Einlassventils 3 bezogen auf den Zeitpunkt variabel bzw. einstellbar. Die dazu erforderlichen variablen Ventiltriebe sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Eine solche variable Einstellung bzw. Verschiebung des Öffnungs- und/oder Schließzeitpunktes des Einlassventils 3 erfolgt insbesondere mittels eines hydraulischen, elektromagnetischen oder elektromechanischen Ventiltriebs. Es sei hier auf die vielfältigen Lösungen gemäß dem Stand der Technik verwiesen.As is well known, occurs when an internal combustion engine is operated 1 opening and closing the (at least one) inlet valve 3 . For example, the inlet valve is opened 3 at the end of an exhaust stroke and a closing of the intake valve 3 at the end of an intake stroke. As is also known, is the opening or closing of the inlet valve 3 variable or adjustable in relation to the point in time. The variable valve trains required for this are sufficiently known to those skilled in the art. Such a variable setting or shifting of the opening and / or closing time of the inlet valve 3 takes place in particular by means of a hydraulic, electromagnetic or electromechanical valve drive. Reference is made here to the diverse solutions according to the prior art.

Bedeutung hat beim Betreiben einer Brennkraftmaschine 1 ein spätes Schließen des Einlassventils 3 (später Einlassschluss, SES, Atkinson-Zyklus). Das Schließen eines Einlassventils 3 erfolgt dabei so spät, insbesondere erst, wenn der Kolben im Zylinder 2 sich schon im Verdichtungstakt befindet und sich aufwärtsbewegt, dass infolgedessen über das Einlassventil 3 ein Gasgemisch, das zuvor aus der Ansaugleitung 4 in den Zylinder 2 geleitete Frischluft und noch im Zylinder 2 befindliches Abgas (Restgas) umfasst, aus dem Zylinder 2 wieder über das Einlassventil 3 in einen Bereich der Ansaugleitung 4 zurückgeleitet bzw. zurückgeschoben wird. Die dadurch erreichten Wirkungen sind dem Fachmann bekannt, auch hier wird auf den Stand der Technik verwiesen.Is important when operating an internal combustion engine 1 a late closing of the intake valve 3 (Late closing date, SES, Atkinson cycle). Closing an intake valve 3 takes place so late, especially when the piston is in the cylinder 2 is already in the compression stroke and is moving upwards, that as a result via the intake valve 3 a gas mixture that previously came out of the suction line 4th in the cylinder 2 fresh air conducted and still in the cylinder 2 includes exhaust gas (residual gas) from the cylinder 2 again via the inlet valve 3 in an area of the suction line 4th is returned or pushed back. The effects achieved in this way are known to the person skilled in the art; here, too, reference is made to the prior art.

Das Gasgemisch im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auch reine Umgebungsluft sein, also das allgemein bekannte Gasgemisch (Luft) umfassend insbesondere Sauerstoff und Stickstoff, d. h. der Anteil an noch im Zylinder 2 befindlichem Abgas (Restgas) kann sehr klein oder null sein. Natürlich kann das Gasgemisch auch nicht verbrannten Kraftstoff bzw. (nicht verbrannte) Kohlenwasserstoffe umfassen.The gas mixture within the meaning of the present invention can also be pure ambient air, that is to say the generally known gas mixture (air) comprising in particular oxygen and nitrogen, that is to say the proportion of still in the cylinder 2 Exhaust gas (residual gas) can be very small or zero. Of course, the gas mixture can also include unburned fuel or (unburned) hydrocarbons.

Wie in 3 gezeigt, ist in der Ansaugleitung 4 bzw. in einem Bereich (insbesondere innerhalb) der Ansaugleitung 4 ein Wärmetauscher 5 (insbesondere ein Ladeluftkühler) angeordnet. Der Wärmetauscher 5 kann in einem Sammler/Saugrohr (nicht gezeigt) angeordnet sein, so wie allgemein bekannt. D. h. der Ansaugleitung 4 ist ein Wärmetauscher 5 zugeordnet, zum Zweck einer thermischen Beeinflussung eines gasförmigen Mediums bzw. eines Gases/Gasgemisches, das dem Zylinder 2 zugeleitet wird und/oder aus dem Zylinder 2 wieder in die Ansaugleitung 4 zurückgeleitet wird, insbesondere infolge eines späten Schließens des zumindest einen Einlassventils 3 und/oder der Gasdynamik beim Ladungswechsel.As in 3 shown is in the suction line 4th or in an area (especially within) the suction line 4th a heat exchanger 5 (In particular a charge air cooler) arranged. The heat exchanger 5 can be arranged in a collector / suction tube (not shown), as is well known. I.e. the suction line 4th is a heat exchanger 5 assigned, for the purpose of thermally influencing a gaseous medium or a gas / gas mixture that the cylinder 2 is fed and / or from the cylinder 2 back into the suction line 4th is returned, in particular as a result of late closing of the at least one inlet valve 3 and / or the gas dynamics during gas exchange.

Erfindungsgemäß ist der Wärmetauscher 5 gegenüber dem Zylinder 2 bzw. gegenüber dem Zylinderkopf (der Zylinderkopf ist nicht gesondert gezeigt) bzw. gegenüber der Einlassseite E/dem Einlasskanal bzw. gegenüber dem zumindest einen Einlassventil 3 eines Zylinders 2 verschiebbar/ortsbeweglich in der Ansaugleitung 4 bzw. verschiebbar im Sammler (Saugrohr) angeordnet.The heat exchanger is according to the invention 5 opposite the cylinder 2 or opposite the cylinder head (the cylinder head is not shown separately) or opposite the inlet side E / the inlet channel or opposite the at least one inlet valve 3 of a cylinder 2 slidable / mobile in the suction line 4th or arranged displaceably in the collector (suction pipe).

D. h. der Abstand B zwischen Einlassventil 3 und Wärmetauscher 5 (bzw. zwischen Zylinder 2 und Wärmetauscher 5 bzw. zwischen Zylinderkopf/Einlassseite E und Wärmetauscher 5, in 3 nicht gezeigt) ist erfindungsgemäß variabel (einstellbar) bzw. kann individuell eingestellt/variiert werden, da der Wärmetauscher 5 beweglich gegenüber dem Zylinder 2/Zylinderkopf/Einlassseite E ist. Insbesondere kann der Abstand B, bevorzugt in (zwei) diskreten Stellungen, alternativ auch kontinuierlich, zwischen zwei Anschlägen/Endstellungen/Positionen eingestellt werden.I.e. the distance B between the inlet valve 3 and heat exchangers 5 (or between cylinder 2 and heat exchangers 5 or between cylinder head / inlet side E and heat exchanger 5 , in 3 not shown) according to the invention is variable (adjustable) or can be set / varied individually, since the heat exchanger 5 movable with respect to cylinder 2 / cylinder head / inlet side E. In particular, the distance B can be set, preferably in (two) discrete positions, alternatively also continuously, between two stops / end positions / positions.

Insbesondere kann dazu der Wärmetauscher 5 in einem Sammler (nicht gezeigt) und somit in/innerhalb (gegenüber) der Ansaugleitung 4 verschiebbar angeordnet sein, wobei der Sammler gegenüber dem Zylinderkopf/der Einlassseite E/dem Einlasskanal/dem Einlassventil 3/dem Zylinder 2 stillsteht.In particular, the heat exchanger 5 in a collector (not shown) and thus in / within (opposite) the suction line 4th be displaceably arranged, wherein the collector opposite the cylinder head / the inlet side E / the inlet channel / the inlet valve 3 / the cylinder 2 stands still.

Der Abstand B (zwischen Zylinderkopf/Einlassseite E/Einlasskanal/Einlassventil 3/Zylinder 2 und Wärmetauscher 5), d. h. die Distanz zwischen Zylinderkopf/Einlassseite E/Einlasskanal/Einlassventil 3/Zylinder 2 und Wärmetauscher 5, kann (vergleichsweise) groß sein, siehe 4 oder (vergleichsweise) klein sein, siehe 5.The distance B (between cylinder head / intake side E / intake port / intake valve 3 /Cylinder 2 and heat exchangers 5 ), ie the distance between the cylinder head / inlet side E / inlet port / inlet valve 3 /Cylinder 2 and heat exchangers 5 , can be (comparatively) large, see 4th or (comparatively) small, see 5 .

D. h. gemäß 4 sind Wärmetauscher 5 und Zylinderkopf/Einlassseite E/Einlasskanal/Einlassventil 3/Zylinder 2 und Wärmetauscher 5 weit voneinander entfernt und gemäß 5 liegen diese nah beieinander.I.e. according to 4th are heat exchangers 5 and cylinder head / intake side E / intake port / intake valve 3 /Cylinder 2 and heat exchangers 5 far apart and according to 5 are these close together.

Gemäß 5 liegt der Wärmetauscher/Ladeluftkühler 5 sogar direkt am Zylinderkopf/an der Einlassseite E/dem Einlasskanal an, d. h. es wird entsprechend den vorliegenden geometrischen Verhältnissen eine minimale Distanz zwischen Wärmetauscher 5 und Einlassventil 3 hergestellt.According to 5 is the heat exchanger / intercooler 5 even directly on the cylinder head / on the Inlet side E / the inlet channel, ie there is a minimum distance between the heat exchangers in accordance with the geometrical conditions present 5 and inlet valve 3 manufactured.

Erfindungsgemäß wird der Abstand B zwischen Einlassventil 3 (oder Zylinderkopf oder Einlassseite E oder Einlasskanal oder Zylinder 2) und Wärmetauscher 5 in Abhängigkeit davon eingestellt/variiert/verändert/angepasst, in welchem Betriebspunkt/Betriebsbereich die Brennkraftmaschine 1 (aktuell) betrieben wird. Insbesondere wird dazu eine Entscheidung getroffen, ob die Brennkraftmaschine 1 in einem Betriebspunkt oder einem Betriebsbereich betrieben wird, in dem irreguläre/klopfende Verbrennungen auftreten, auftreten können oder zu erwarten sind oder nicht. Ein Betriebspunkt, in dem irreguläre/klopfende Verbrennungen auftreten, auftreten können oder zu erwarten sind, ist bekanntermaßen ein Volllastbetriebspunkt oder ein volllastnaher Betriebspunkt. Ein solcher Betriebspunkt liegt dann in einem Volllastbetriebsbereich oder einem volllastnahen Betriebsbereich. Ein Betriebspunkt, in dem irreguläre/klopfende Verbrennungen nicht auftreten, nicht auftreten können oder nicht zu erwarten sind, ist bekanntermaßen ein Teillastbetriebspunkt oder der Leerlauf. Ein solcher Betriebspunkt liegt dann in einem Teillastbetriebsbereich oder Leerlaufbereich. Eine Bestimmung/Entscheidung, in welchem Betriebspunkt/Betriebsbereich die Brennkraftmaschine 1 betrieben wird, erfolgt (wie bekannt) anhand von Kenn- bzw. Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine 1, die insbesondere gemessen (Sensoren) oder auch modelliert werden.According to the invention, the distance B between the inlet valve 3 (or cylinder head or intake side E or intake port or cylinder 2 ) and heat exchangers 5 set / varied / changed / adapted as a function of the operating point / operating range in which the internal combustion engine 1 (currently) operated. In particular, a decision is made as to whether the internal combustion engine 1 is operated at an operating point or operating range in which irregular / knocking burns occur, can occur or are to be expected or not. An operating point at which irregular / knocking burns occur, can occur or are to be expected is known to be a full-load operating point or an operating point close to full-load. Such an operating point is then in a full load operating range or an operating range close to full load. An operating point at which irregular / knocking combustion does not occur, cannot occur or is not to be expected, is known to be a partial load operating point or idling. Such an operating point then lies in a part-load operating range or an idling range. A determination / decision in which operating point / operating range the internal combustion engine 1 is operated, takes place (as is known) on the basis of parameters or operating variables of the internal combustion engine 1 that are particularly measured (sensors) or also modeled.

Einerseits kann erfindungsgemäß der Abstand B zwischen Einlassventil 3 (oder Zylinderkopf oder Einlassseite E oder Einlasskanal oder Zylinder 2) und Wärmetauscher 5 insofern in Abhängigkeit davon eingestellt/variiert/verändert werden, in welchem Betriebspunkt/Betriebsbereich die Brennkraftmaschine 1 betrieben wird, als wenn ein Betrieb der Brennkraftmaschine 1 in einem Betriebspunkt oder Betriebsbereich, in dem irreguläre bzw. klopfende Verbrennungen auftreten, auftreten können oder zu erwarten sind (Volllast, Volllastnähe), der Abstand B zwischen Einlassventil 3 und Wärmetauscher 5 erfindungsgemäß sehr klein bzw. so klein wie möglich (minimaler bzw. minimal möglicher Abstand B) eingestellt wird, so dass eine Kühlung von dem Gasgemisch erfolgt bzw. dem Gasgemisch Wärme entzogen wird, das aus dem Zylinder 2 über das Einlassventil 3 wieder in die Ansaugleitung 4 zurückgeleitet und im weiteren Verlauf wieder über das Einlassventil 3 in den Zylinder 2 geleitet wird. Mit anderen Worten wird der Abstand B in einem Betriebspunkt/Betriebsbereich, in dem irreguläre/klopfende Verbrennungen auftreten, auftreten können oder zu erwarten sind, so eingestellt, dass eine Kühlung/ein Wärmeentzug von dem Gasgemisch erfolgt, welches über (durch) das Einlassventil 3 in die Ansaugleitung 4 zurückgeleitet wird. Noch anders gesagt, wird der Abstand B in diesem Fall so (klein) eingestellt, dass insbesondere infolge eines späten Schließens des Einlassventils 3 in die Ansaugleitung 4 zurückgeleitetes Gasgemisch den Wärmetauscher 5 erreicht bzw. in Kontakt/Wechselwirkung mit dem Wärmetauscher 5 tritt, so dass dem Gasgemisch Wärme entzogen wird, bevor es im weiteren Verlauf bzw. in einem weiteren bzw. nachfolgenden Arbeitsspiel wieder in den Zylinder 2 geleitet wird. Strömt z. B. Abgas von der Abgasseite zur Saugseite, d. h. in die Ansaugleitung 4, insbesondere bei einer Ventilüberschneidung (Einlassventil 3 und Auslassventil sind gleichzeitig geöffnet) und einem so genannten negativen Spülgefälle, dann wird dieses Abgas erfindungsgemäß vorteilhaft gekühlt, da es den Wärmetauscher 5 erreicht bzw. in Kontakt/Wechselwirkung mit dem Wärmetauscher 5 tritt. Weiterhin wird erfindungsgemäß durch die Einstellung eines sehr kleinen bzw. so klein wie möglichen Abstandes B zwischen Einlassventil 3 und Wärmetauscher 5 ein ungewolltes Übersprechen zwischen Zylindern 2 der Brennkraftmaschine 1 verhindert.On the one hand, according to the invention, the distance B between the inlet valve 3 (or cylinder head or intake side E or intake port or cylinder 2 ) and heat exchangers 5 to the extent that they are set / varied / changed as a function of the operating point / operating range in which the internal combustion engine is located 1 is operated as if an operation of the internal combustion engine 1 In an operating point or operating range in which irregular or knocking burns occur, can occur or are to be expected (full load, near full load), the distance B between the inlet valve 3 and heat exchangers 5 according to the invention is set very small or as small as possible (minimum or minimum possible distance B), so that cooling of the gas mixture takes place or heat is extracted from the gas mixture, which is from the cylinder 2 via the inlet valve 3 back into the suction line 4th and then again via the inlet valve 3 in the cylinder 2 is directed. In other words, the distance B in an operating point / operating range in which irregular / knocking burns occur, can occur or are to be expected, is set in such a way that cooling / heat extraction takes place from the gas mixture, which is via (through) the inlet valve 3 into the suction line 4th is returned. To put it another way, the distance B is set so (small) in this case that, in particular, as a result of a late closing of the inlet valve 3 into the suction line 4th returned gas mixture the heat exchanger 5 reached or in contact / interaction with the heat exchanger 5 occurs so that heat is extracted from the gas mixture before it returns to the cylinder in the further course or in a further or subsequent work cycle 2 is directed. Z. B. exhaust gas from the exhaust side to the suction side, ie into the suction line 4th , especially if there is a valve overlap (inlet valve 3 and outlet valve are open at the same time) and a so-called negative scavenging gradient, then this exhaust gas is advantageously cooled according to the invention, since it is the heat exchanger 5 reached or in contact / interaction with the heat exchanger 5 occurs. Furthermore, according to the invention, by setting a very small or as small as possible distance B between the inlet valve 3 and heat exchangers 5 unwanted crosstalk between cylinders 2 the internal combustion engine 1 prevented.

Andererseits kann erfindungsgemäß der Abstand B zwischen Einlassventil 3 (oder Zylinderkopf oder Einlassseite E oder Einlasskanal oder Zylinder 2) und Wärmetauscher 5 insofern in Abhängigkeit davon eingestellt/variiert/verändert werden, in welchem Betriebspunkt/Betriebsbereich die Brennkraftmaschine 1 betrieben wird, als wenn ein Betrieb der Brennkraftmaschine 1 in einem Betriebspunkt oder Betriebsbereich, in dem keine irregulären bzw. klopfenden Verbrennungen auftreten, nicht auftreten können oder nicht zu erwarten sind (Teillastbetriebspunkt, Teillastbetriebsbereich, Leerlauf, leerlaufnaher Bereich), der Abstand B zwischen Einlassventil 3 und Wärmetauscher 5 erfindungsgemäß sehr groß bzw. so groß wie möglich (maximaler bzw. maximal möglicher Abstand B) eingestellt wird, so dass keine Kühlung von dem Gasgemisch erfolgt bzw. dem Gasgemisch keine Wärme entzogen wird, das aus dem Zylinder 2 über (durch) das Einlassventil 3 wieder in die Ansaugleitung 4 zurückgeleitet und im weiteren Verlauf wieder über das Einlassventil 3 in den Zylinder 2 geleitet wird. Mit anderen Worten wird der Abstand B in einem Betriebspunkt/Betriebsbereich, in dem irreguläre/klopfende Verbrennungen nicht auftreten, nicht auftreten können oder nicht zu erwarten sind, so eingestellt, dass eine Kühlung/ein Wärmeentzug von dem Gasgemisch mittels des Wärmetauschers 5 sicher nicht erfolgt, welches über das Einlassventil 3 in die Ansaugleitung 4 zurückgeleitet wird. Noch anders gesagt, wird der Abstand B in diesem Fall so (groß) eingestellt, dass insbesondere infolge eines späten Schließens des Einlassventils 3 in die Ansaugleitung 4 zurückgeleitetes Gasgemisch den Wärmetauscher 5 (möglichst) nicht erreicht bzw. nicht oder nur so wenig wie möglich in Kontakt/Wechselwirkung mit dem Wärmetauscher 5 tritt, so dass dem Gasgemisch keine bzw. so wenig wie möglich Wärme entzogen wird, bevor es im weiteren Verlauf bzw. in einem (nachfolgenden) weiteren Arbeitsspiel wieder in den Zylinder 2 geleitet wird.On the other hand, according to the invention, the distance B between the inlet valve 3 (or cylinder head or intake side E or intake port or cylinder 2 ) and heat exchangers 5 to the extent that they are set / varied / changed as a function of the operating point / operating range in which the internal combustion engine is located 1 is operated as if an operation of the internal combustion engine 1 In an operating point or operating range in which no irregular or knocking burns occur, cannot occur or are not to be expected (part-load operating point, part-load operating range, idling, area close to idling), the distance B between the inlet valve 3 and heat exchangers 5 according to the invention is set very large or as large as possible (maximum or maximum possible distance B), so that no cooling takes place from the gas mixture or no heat is extracted from the gas mixture from the cylinder 2 via (through) the inlet valve 3 back into the suction line 4th and then again via the inlet valve 3 in the cylinder 2 is directed. In other words, the distance B in an operating point / operating range in which irregular / knocking burns do not occur, cannot occur or are not to be expected, is set so that cooling / heat extraction from the gas mixture by means of the heat exchanger 5 certainly not done, which via the inlet valve 3 into the suction line 4th is returned. To put it another way, the distance B in this case is set (large) so that, in particular, as a result of late closing of the inlet valve 3 into the suction line 4th returned gas mixture the heat exchanger 5 (if possible) not achieved or not or only as little as possible in contact / interaction with the heat exchanger 5 occurs so that no heat or as little heat as possible is extracted from the gas mixture before it returns to the cylinder in the further course or in a (subsequent) further work cycle 2 is directed.

Bevorzugt erfolgt die Einstellung/Variation/Veränderung/Anpassung des Abstandes B zwischen Zylinderkopf/Einlassseite E/Einlasskanal/Einlassventil 3/Zylinder 2 und Wärmetauscher 5 nur dann in Abhängigkeit davon, in welchem Betriebspunkt/Betriebsbereich die Brennkraftmaschine 1 betrieben wird, wenn die Brennkraftmaschine 1 derart betrieben wird (gemäß dem Atkinson-Zyklus), dass ein Schließen eines Einlassventils 3 so spät erfolgt, dass infolgedessen über das Einlassventil 3 ein Gasgemisch, das zuvor aus der Ansaugleitung 4 in den Zylinder 2 geleitete Frischluft und (ggf.) noch im Zylinder 2 befindliches Abgas (Restgas) umfasst, aus dem Zylinder 2 wieder über das Einlassventil 3 in einen Bereich der Ansaugleitung 4 zurückgeleitet bzw. zurückgeschoben wird. D. h. wird die Brennkraftmaschine 1 nicht gemäß dem Atkinson-Zyklus betrieben, dann kann der Abstand B auch unverändert in einer Stellung (kleiner oder großer Abstand B) verbleiben, unabhängig vom Betriebspunkt/Betriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine 1 betrieben wird, so dass Stellenergie gespart wird und kein unnötiges Bewegen des Wärmetauschers 5 erfolgt.The setting / variation / change / adaptation of the distance B between the cylinder head / inlet side E / inlet channel / inlet valve is preferably carried out 3 /Cylinder 2 and heat exchangers 5 only then depending on the operating point / operating range in which the internal combustion engine is 1 is operated when the internal combustion engine 1 is operated (according to the Atkinson cycle) that a closing of an intake valve 3 takes place so late that as a result, via the inlet valve 3 a gas mixture that previously came out of the suction line 4th in the cylinder 2 conducted fresh air and (if necessary) still in the cylinder 2 includes exhaust gas (residual gas) from the cylinder 2 again via the inlet valve 3 in an area of the suction line 4th is returned or pushed back. I.e. becomes the internal combustion engine 1 not operated according to the Atkinson cycle, then the distance B can also remain unchanged in one position (small or large distance B), regardless of the operating point / operating range in which the internal combustion engine is 1 operated so that control energy is saved and no unnecessary movement of the heat exchanger 5 he follows.

Claims

Method for operating an internal combustion engine (1) with one cylinder (2) or several cylinders (2), wherein - At least one inlet valve (3) is arranged between a cylinder (2) and an intake line (4), - A heat exchanger (5) is assigned to the suction line (4), - the heat exchanger (5) is movable with respect to the cylinder (2) so that a distance (B) between the heat exchanger (5) and the cylinder (2) can be variably adjusted, - The distance (B) is set as a function of the operating point or operating range in which the internal combustion engine (1) is operated.

Procedure according to Claim 1 , wherein when the internal combustion engine (1) is operated in an operating point or operating range in which irregular / knocking burns occur or irregular / knocking burns can occur or irregular / knocking burns are to be expected, the distance (B) between heat exchanger (5) and Cylinder (2) is set in such a way that the gas mixture returned from the cylinder (2) into the suction line (4) reaches the heat exchanger (5) and comes into contact with the heat exchanger (5), so that the gas mixture receives heat by means of the heat exchanger (5) is withdrawn.

Procedure according to Claim 1 , whereby if the internal combustion engine (1) is operated in an operating point or operating range in which no irregular / knocking combustions occur or irregular / knocking combustions cannot occur or irregular / knocking combustions are not to be expected, the distance (B) between the heat exchanger ( 5) and cylinder (2) are set so that the gas mixture returned from the cylinder (2) into the intake line (4) does not reach the heat exchanger (5) and does not come into contact with the heat exchanger (5), so that the gas mixture does not heat is withdrawn by means of the heat exchanger (5).

Procedure according to Claim 2 or 3 whereby the closing of the inlet valve (3) takes place so late that as a result the gas mixture is returned from the cylinder (2) into the intake line (4).

Device that is set up according to a method Claim 1 to 4th execute.

Device according to Claim 5 , wherein the device is part of a vehicle.