Die Erfindung betrifft auch eine Brennkraftmaschine mit Ab- gasreinigungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Stickoxide in sauerstoffreichen Verbrennungsabgasen lassen sich sehr gut mit Hilfe von Ammoniak zu Stickstoff reduzie- ren. Hierbei ist es sinnvoll, den Ammoniak in einer Katalysa- toreinheit im Fahrzeug selbst zu erzeugen. Die ammoniakerzeu- gende Katalysatoreinheit kann dabei beispielsweise durch ei- nen 3-Wege-Katalysator gebildet werden, der bei unterstöchio- metrischer Abgaszusammensetzung aus Stickoxiden NOX und Was- serstoff H2 Ammoniak NH3 synthetisiert. In einem nachgeschal- teten Stickoxidreduktions-Katalysator wird der Ammoniak bei unterstöchiometrischer oder fetter Abgaszusammensetzung ein- gespeichert. Dieser Ammoniak reduziert bei anschließender überstöchiometrischer oder magerer Abgaszusammensetzung im Stickoxidreduktionskatalysator Stickoxide zu Stickstoff. Die Menge an erzeugtem Ammoniak ist abhängig von der Menge an an- gebotenen Stickoxiden bei unterstöchiometrischer oder fetter Verbrennung.

Als Magerbetrieb wird ein überstöchiometrischer Motorbetrieb bezeichnet, bei dem in der Verbrennung ein Sauerstoffüber- schuss, d. h. >1, herrscht. Unter Fettbetrieb wird ein un- terstöchiometrischer Motorbetrieb verstanden, bei dem in der Verbrennung ein Kraftstoffüberschuss, d. h. <1, herrscht.

Dementsprechend bezeichnet eine magere Abgaszusammensetzung einen Sauerstoffüberschuss im Abgas und eine fette Abgaszu- sammensetzung einen Kraftstoffüberschuss im Abgas.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 20 828 AI ist eine Abgasreinigungsanlage bekannt, die bei fetter Abgaszu- sammensetzung mittels einer ersten Katalysatoreinheit Ammoni- ak aus im Abgas enthaltenen Stickoxiden und Wasserstoff er- zeugt und den erzeugten Ammoniak mittels einer zweiten Kata- lysatoreinheit speichert. Bei magerer Abgaszusammensetzung werden im Abgas enthaltene Stickoxide unter Einsatz des zwi- schengespeicherten Ammoniaks als Reduktionsmittel einer Re- duktionsreaktion unterzogen. Damit auch bei fetter Abgaszu- sammensetzung ausreichend Stickoxide im Abgas enthalten sind, um eine nennenswerte Menge an Ammoniak zu synthetisieren, ist der ersten Katalysatoreinheit, die bei fetter Abgaszusammen- setzung zur Erzeugung von Ammoniak vorgesehen ist, eine drit- te Katalysatoreinheit vorgeschaltet, die bei magerer Abgaszu- sammensetzung im Abgas enthaltene Stickoxide zwischenspei- chert und bei fetter Abgaszusammensetzung die zuvor gespei- cherten Stickoxide wieder freisetzt. Aus der deutschen Patentschrift DE 197 50 226 Cl ist eine Mo- torregelung für einen Dieselmotor mit Abgasreinigungsanlage bekannt, die mit einer Adsorptionseinrichtung für Stickoxide NOx versehen ist, die bei magerer Abgaszusammensetzung Stick- oxide adsorbiert. Zur Regeneration des Absorbersystems ist zeitweise eine fette Abgaszusammensetzung erforderlich, bei der die Abgase eine reduzierende Atmosphäre aufweisen. Zur Einstellung einer fetten bzw. mageren Abgaszusammensetzung erfolgt eine Einspritzung einer Kraftstoffmenge durch eine Voreinspritzung, eine Haupteinspritzung sowie eine Kraft- stoffnacheinspritzung. Die Kraftstoffnacheinspritzung wird im wesentlichen nur noch verdampft und aufbereitet, aber nur zu einem geringen Anteil verbrannt, so dass eine stark erhöh- te Emission an unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und Koh- lenmonoxid CO erfolgt. Wenn die Adsorptionseinrichtung bei fetter Abgaszusammensetzung die gespeicherten Stickoxide freisetzt, dienen die Reaktionsprodukte Kohlenwasserstoff HC und Kohlenmonoxid CO auf den Adsorberflächen zur Umsetzung von Stickoxiden zu Stickstoff N2.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 29 504 AI ist ein mehrstufiges Brennverfahren für Dieselmotoren bekannt, bei dem ein Luftverhältnis X des zu verbrennenden Kraftstof- fes und der zugeführten Verbrennungsluft von einer Steuerein- heit nach vorgegebenen Werten eingestellt wird. Eine Steuer- einheit kann von einem normalen Magerbetrieb auf einen zeit- weisen Fettbetrieb umgeschaltet werden. Im Fettbetrieb ist eine zeitlich von der Hauptspritzung abgesetzte Nacheinsprit- zung von Kraftstoff sowie gegebenenfalls eine beliebige An- zahl an Voreinspritzungen vorgesehen. Mittels einer weiteren zeitlich abgesetzten Nacheinspritzung können je nach Bedarf überstöchiometrische oder unterstöchiometrische Luftverhält- nisse geschaffen werden. Das Brennverfahren ist geeignet, im Fettbetrieb für die Regeneration von NOx-Adsorbersystemen ge- eignete Abgaszusammensetzungen und Temperaturen bereitzustel- len.

Mit der Erfindung soll ein Verfahren zum Betrieb einer Brenn- kraftmaschine sowie eine Brennkraftmaschine angegeben werden, bei denen durch Beeinflussung der Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine auch bei fetter Abgaszusammenset- zung eine für die Synthese nennenswerter Mengen von Ammoniak ausreichende Menge an Stickoxiden bereitgestellt wird.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasreinigungsanlage vorgesehen, wo- bei wechselweise ein Fettbetrieb der Brennkraftmaschine mit fetter Abgaszusammensetzung oder ein Magerbetrieb der Brenn- kraftmaschine mit magerer Abgaszusammensetzung eingestellt wird und bei dem die während eines Verbrennungszyklus der Brennkraftmaschine eingebrachte Kraftstoffmenge mittels we- nigstens einer Voreinspritzung, wenigstens einer Hauptein- spritzung sowie wenigstens einer Nacheinspritzung eingebracht wird, bei dem im Fettbetrieb zu einem frühen Zeitpunkt eine Voreinspritzung von Kraftstoff erfolgt, um im Brennraum ein vorhomogenisiertes Gemisch zu erzielen, die mit der Vorein- spritzung eingespritzte Kraftstoffmenge so bemessen und mit- tels Ansaugluftdrosselung ein Brennraumdruck so abgesenkt wird, dass im Brennraum ein zunächst nicht zündfähiges Ge- misch vorliegt, dem vorhomogenisierten Gemisch im Brennraum eine Haupteinspritzung zugesetzt wird, um die Zündfähigkeit des im Brennraum vorliegenden Gemischs zu verbessern, eine Verbrennung der wenigstens einen Voreinspritzung und der we- nigstens einen Haupteinspritzung unter Sauerstoffüberschuss erfolgt und die Einstellung einer fetten Abgaszusammensetzung mittels der wenigstens einen Nacheinspritzung erfolgt.

Durch die homogenisierte Kraftstoffaufbereitung und die Verbrennung der nahezu vollständig homogenen Zylinderladung unter Sauerstoffüberschuss, beispielsweise bei X unter 1,6 entstehen hohe Temperaturen und somit viel Stickoxid bei sig- nifikant niedriger Abgasschwärzung. Das unterstöchiometrische Abgas wird durch eine abgesetzte Nacheinspritzung erreicht, die teilweise an der Verbrennung teilnimmt. Dadurch stehen auch im Fettbetrieb ausreichend Stickoxide zur Verfügung, um eine nennenswerte Menge an Ammoniak zu synthetisieren. Ein zusätzlicher, dem ammoniakerzeugenden Katalysator vorgeschal- teter NOx-Adsorber kann dadurch kleiner ausgeführt werden o- der gegebenenfalls sogar ganz entfallen. Indem auch im Fett- betrieb eine nennenswerte Menge an Stickoxid bereitgestellt wird, kann die zur Regeneration des Katalysators erforderli- che Zeitdauer des Fettbetriebs verringert werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch sinkt. Mittels des erfindungsgemäßen Brennverfahrens können auch im Fettbetrieb hohe Abgastempera- turen erzeugt werden, wie sie in einem ammoniakerzeugenden Katalysator zur Synthese von Ammoniak aus Stickstoff und Was- serstoff benötigt werden.

Die Ansaugluftdrosselung erfolgt in einer Weise, dass bei der Hauptverbrennung das Luftverhältnis im Brennraum unterhalb eines Wertes von 2,0 liegt. Durch die Vorhomogenisierung des Kraftstoff-Luftgemisches aufgrund der bei der Erfindung ge- wählte Einspritzstrategie findet die Hauptverbrennung bei kleinen Luftverhältnissen und hoher Brennraumtemperatur statt, so dass eine hohe Stickoxidkonzentration im Brennraum entsteht. Die maximale Stickoxidkonzentration wird dabei bei einem Luftverhältnis von 1,1 bis 1,3 erzielt. Eine vorzeitige bzw. unkontrollierte Selbstzündung der Zylinderladung vor dem oberen Totpunkt wird dabei durch die vorgenommene Ansaugluft- drosselung verhindert, die zu einer Verringerung des Brenn- raumdruckes führt. Die vorhomogenisierte Zylinderladung wird somit erst durch die gezielte Haupteinspritzung im Bereich des oberen Totpunkts gezündet und verbrennt bei hoher Tempe- ratur. Wie bereits ausgeführt wurde, resultiert bei dem ge- wählten Luftverhältnis hieraus eine hohe Stickoxidemission bei gleichzeitig niedriger Abgasschwärzung.

Vorteilhafterweise erfolgt im Fettbetrieb keine Abgasrückfüh- rung.

In Weiterbildung der Erfindung wird eine steuerbare Einlass- drallströmung erzeugt.

Mittels einer steuerbaren Einlassdrallströmung wird die Vor- homogenisierung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum so- wie die Ansaugluftdrosselung unterstützt.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Ansaugluftdrosse- lung mittels wenigstens einer Drosselklappe und/oder einer variablen Einlassventilsteuerung.

Beispielsweise kann jedem Zylinder eine Drosselklappe zuge- ordnet sein, die dann nach der Abgasrückführeinrichtung ange- ordnet sind. Anstelle einer Drossel für jeden Zylinder können auch Drosseln für je eine Zylinderbank oder mehrere Zylinder vorgesehen sein. Anstelle oder zusätzlich zu Drosselklappen kann auch eine variable Einlassventilsteuerung vorgesehen sein. Alternativ kann die Ansaugluftdrosseleinrichtung auch in Strömungsrichtung vor der Abgasrückführeinrichtung ange- ordnet sein. Sämtliche Mittel zur Ansaugluftdrosselung werden von einem hilfskraftbetätigten Stellantrieb in Abhängigkeit von Signalen einer elektronischen Motorsteuerung betätigt.

In Weiterbildung der Erfindung wird eine steuerbare Einlass- Drall-Strömung erzeugt. Die Verwehung des in der Kompressionsphase eingespritzten Kraftstoffes wird durch eine hohe Drallströmung begünstigt und verstärkt den Effekt, dass das vorhomogenisierte Gemisch nicht unkontrolliert oder vorzeitig zündet.

In Weiterbildung der Erfindung erfolgt eine Verbrennung der wenigstens einen Voreinspritzung und der wenigstens einen Haupteinspritzung bei einem -Wert von weniger als 2 und vor- zugsweise zwischen 1,1 und 1, 3.

Auf diese Weise entsteht auch im Fettbetrieb eine ausreichen- de Menge Stickoxid für die Amoniaksynthese.

In Weiterbildung der Erfindung wird die wenigstens eine Haupteinspritzung im Bereich des oberen Totpunkts in den Brennraum eingebracht.

Mit der wenigstens einen Haupteinspritzung wird die Zündung des im Brennraum befindlichen Kraftstoff-Luftgemisches ausge- löst bzw. dessen Zündfähigkeit wenigstens erheblich verbes- sert. Die Haupteinspritzung kann dabei in einem Bereich von etwa 10° vor OT bis 10° nach OT erfolgen, vorzugsweise in ei- nem Bereich von 4° vor OT bis 4° nach OT.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Voreinspritzung noch vor dem unteren Totpunkt in den Brennraum eingebracht.

Auf diese Weise kann die Vorhomogenisierung unterstützt wer- den. Eine Ölverdünnung wird dabei durch Einspritzung im Sitz- drosselbereich vermieden.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens mit einer steuerbaren Einspritzanlage gelöst, bei der Mittel zur Vorhomogenisierung der mittels wenigstens einen Voreinspritzung eingebrachten Kraftstoffmenge und Mit- tel zur Ansaugluftdrosselung vorgesehen sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer be- vorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnun- gen. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Dieselmotor mit Abgasreini- gungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 ein den Verlauf des Energieinhalts des Brennraums darstellendes Diagramm, Fig. 3 ein Diagramm zum Zylinderdruck mit und ohne Ansaug- luftdrosselung und Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens über dem Kurbelwellenwinkel.

Die schematische Darstellung der Figur 1 zeigt einen Diesel- motor 10, der mit einer Abgasreinigungsanlage mit einer ers- ten Katalysatoreinheit 12 versehen ist, die bei fetter Abgas- zusammensetzung Ammoniak aus entsprechenden Abgasbestandtei- len erzeugt. Stromabwärts der ersten Katalysatoreinheit 12 ist eine zweite Katalysatoreinheit 14 vorgesehen, die bei fetter Abgaszusammensetzung von der ersten Katalysatoreinheit 12 erzeugten Ammoniak adsorbiert. Bei magerer Abgaszusammen- setzung setzt die zweite Katalysatoreinheit 14 den Ammoniak wieder frei, der dann als Reduktionsmittel für eine Redukti- onsreaktion dient, mit der im Abgas enthaltene Stickoxide un- ter gleichzeitiger Oxidation des Ammoniaks in Stickstoff um- gewandelt werden. Sobald im Magerbetrieb die zwischengespei- cherte Ammoniakmenge in der zweiten Katalysatoreinheit 14 er- schöpft ist, wird auf Fettbetrieb umgeschaltet.

Stromaufwärts der ersten Katalysatoreinheit 12 ist gestri- chelt eine dritte Katalysatoreinheit 16 angedeutet, die opti- onal vorgesehen sein kann und dafür vorgesehen ist, bei mage- rer Abgaszusammensetzung im Abgas enthaltene Stickoxide zwi- schenzuspeichern und bei fetter Abgaszusammensetzung zuvor zwischengespeicherte Stickoxide wieder freizusetzen. Die dritte Katalysatoreinheit 16 kann vorgesehen sein, um im Fettbetrieb die Erzeugung von Ammoniak mittels der ersten Ka- talysatoreinheit 12 zu beschleunigen.

Durch die Erfindung kann auch bei Fettbetrieb des Dieselmo- tors 10 mittels der Beeinflussung der Kraftstoffverbrennung im Dieselmotor 10 selbst eine erhöhte Menge an Stickoxiden im Abgas bereitgestellt werden. Dadurch wird die Erzeugung von Ammoniak in der ersten Katalysatoreinheit 12 beschleunigt.

Die zur Erzeugung des Ammoniaks notwendigen Fettbetriebspha- sen können dadurch gegenüber konventionellen Verfahren ver- kürzt werden.

Der Dieselmotor 10 weist eine Einspritzanlage 18 auf, die durch eine zentrale Motorsteuerung 20 angesteuert wird. Mit- tels der zentralen Motorsteuerung 20 kann eine für die Ein- spritzung in einen Brennraum des Dieselmotors 10 während ei- nes Verbrennungszyklus vorgesehene Gesamteinspritzmenge in wenigstens eine Voreinspritzung, wenigstens eine Hauptein- spritzung und wenigstens eine Nacheinspritzung unterteilt werden.

Der Dieselmotor 10 ist mit einer Abgasrückführleitung 22 ver- sehen, die einen Auspuffkrümmer 24 mit einem Ansaugkrümmer 26 verbindet und über einen Abgasrückführ-Wärmetauscher 28 führt. Die Abgasrückführleitung 22 kann mittels eines im An- saugweg angeordneten Abgasrückführ-Ventils 30 unter Steuerung der zentralen Motorsteuerung 20 verschlossen und geöffnet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Fettbe- trieb die Abgasrückführleitung 22 mittels des Abgasrückführ- Ventils 30 verschlossen.

Darüber hinaus ist der Dieselmotor 10 mit einer Drosselklappe 32 im Ansaugweg stromaufwärts des Abgasrückführ-Ventils 30 versehen, die ebenfalls durch die zentrale Motorsteuerung 20 angesteuert werden kann. Außerdem befinden sich im Ansaugweg zu jedem einzelnen Brennraum des Dieselmotors 10 Einzeldros- selklappen 34, die ebenfalls durch die zentrale Motorsteue- rung 20 eingestellt werden können.

Die Abgase des Dieselmotors 10 gelangen ausgehend vom Abgas- krümmer 24 zunächst zu einer Abgasturbine 36, deren Geometrie über das Steuergerät 20 verändert werden kann. Die Abgastur- bine 36 treibt einen Verdichter 38, der Frischluft an der mit a bezeichneten Stelle ansaugt und in den Ansaugweg und somit den Ansaugkrümmer 26 des Dieselmotors 10 drückt. Zwischen Verdichter 38 und Ansaugkrümmer 26 ist ein Ladeluftkühler 40 vorgesehen. Stromabwärts der zweiten Katalysatoreinheit 14 verlassen die Abgase in der mit b bezeichneten Richtung die Abgasreinigungsanlage.

Informationen über aktuelle Werte von Betriebsparametern des Dieselmotors 10 erhält die zentrale Motorsteuerung 20 über lediglich schematisch und beispielhaft dargestellte Sensoren 42. Mittels der Sensoren 42 wird beispielsweise eine Abgaszu- sammensetzung stromabwärts der zweiten Katalysatoreinheit 14 erfasst, um feststellen zu können, ob der in der zweiten Ka- talysatoreinheit 14 gespeicherte Ammoniak erschöpft ist und infolgedessen vom Magerbetrieb auf einen Fettbetrieb des Die- selmotors 10 umgeschaltet werden muss. Darüber hinaus stellen die Sensoren 42 der zentralen Motorsteuerung 20 Informationen wie Ladedruck, Ladelufttemperatur, Kurbelwellenwinkel, Abgas- temperatur und dergleichen zur Verfügung.

In der zentralen Motorsteuerung 20 sind sowohl für einen Fettbetrieb als auch für einen Magerbetrieb des Dieselmotors 10 Kennfelder hinterlegt, über die eine Regelung des Diesel- motors 10 erfolgt.

In der Darstellung der Fig. 2 ist schematisch der Verlauf des Energieinhalts im Brennraum während der Kompressionsphase dargestellt. Eine waagrechte Linie 50 deutet den Energiebe- darf an, der zur Selbstzündung des im Brennraum befindlichen homogenen Gemisches erforderlich ist. Im Verlauf der Kompres- sionsphase steigt der Energieinhalt im Brennraum durch die aus der Kompression stammende Energiezufuhr an, bleibt jedoch unterhalb der Schwelle 50. Die mittels wenigstens einer Vor- einspritzung eingebrachte Kraftstoffmenge wird dadurch zu- nächst nicht entzündet. Vorzeitige bzw. unkontrollierte Selbstzündungen werden dabei durch die Homogenisierung der mittels der Voreinspritzung eingebrachten Kraftstoffmenge so- wie den durch eine Ansaugluftdrosselung verminderten Brenn- raumdruck sichergestellt. Erst zu einem Zeitpunkt HE, zu dem eine Haupteinspritzung als Zündhilfe in den Brennraum einge- bracht wird, steigt der Energieinhalt über die Schwelle 50, so dass eine Selbstzündung erfolgen kann. Mit der zum Zeit- punkt HE eingebrachten Haupteinspritzung wird die Zündfähig- keit des Gemisches im Brennraum dadurch verbessert und prak- tisch erfolgt mittels der Haupteinspritzung die Zündung des Gemisches im Brennraum. In der Darstellung der Fig. 3 ist ein Zylinderdruck über Grad kurbelwellenwinkel aufgetragen. Die durchgezogene Linie rep- räsentiert den Zylinderdruck im ungedrosselten dieselmotori- schen Betrieb, wohingegen die gestrichelt aufgetragene Linie den Zylinderdruck im gedrosselten dieselmotorischen Betrieb, das bedeutet mit Ansaugluftdrosselung, repräsentiert. Es ist deutlich zu erkennen, dass eine Drosselung im Ansaugsystem zu einem reduzierten Zylinderdruck in der Kompressionsphase führt. Dadurch kann die mittels der Voreinspritzung einge- brachte Kraftstoffmenge angehoben werden, so dass eine homo- gene Verbrennung bei möglichst kleinem X stattfinden kann.

Die Darstellung der Fig. 4 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren und speziell die bei der Erfindung gewählte Ein- spritzstrategie zur Vorhomogenisierung des im Brennraum be- findlichen Kraftstoff-Luft-Gemisches.

Mit der Bezugsziffer 56 sind Voreinspritzungen angedeutet, die zur Homogenisierung der Kraftstoffzylinderladung dienen.

Durch diese Voreinspritzungen 56 erfolgt keine Wärmefreiset- zung im Brennraum. Die Kraftstoffeinbringung kann durch eine oder mehrere Voreinspritzungen erfolgen. Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, können die Voreinspritzungen bereits sehr früh und gegebenenfalls noch vor dem oberen Ladungswechsel- Totpunkt, LW-OT, erfolgen. Voreinspritzungen können auch vor dem unteren Totpunkt und somit noch vor Beginn der Kompressi- onsphase und bis kurz vor den oberen Zündtotpunkt, ZÜND-OT, erfolgen. Werden die Voreinspritzungen im Sitzdrosselbereich, eventuell im Sitzbereich der Einlass-und/oder Auslassventile eingebracht, ist keine Ölverdünnung durch die frühe Vorein- spritzung zu befürchten. Das durch die Voreinspritzungen 56 eingebrachte Gemisch ist nicht zur Selbstzündung während der Kompression fähig und benötigt somit eine sogenannte Zündhil- fe oder Wärmefreisetzung in Form einer Haupteinspritzung. Wie bereits ausgeführt wurde, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Maßnahmen zur Ansaugluftdrosselung getroffen, die zu einer Reduzierung des Zylinderdrucks führen. Aufgrund des reduzierten Zylindrdruckes können große Kraftstoffmengen ein- gespritzt werden, ohne eine Selbstzündung hervorzurufen.

Mit der Bezugsziffer 58 sind optionale Voreinspritzungen zur Wärmefreisetzung bezeichnet. Diese Voreinspritzungen 58 die- nen zur Verbesserung der Zündbedingungen, das homogenisierte Gemisch wird dabei aber noch nicht entzündet. Die optionalen Voreinspritzungen 58 können nach dem unteren Totpunkt und auch noch nach dem oberen Zündtotpunkt eingebracht werden.

Mit der Bezugsziffer 60 ist eine oder mehrere Haupteinsprit- zungen bezeichnet, die als Zündhilfe für das homogenisierte Gemisch dienen. Vorteilhafterweise wird mittels der Hauptein- spritzung 60 eine zusätzlich Lastregulierung der Brennkraft- maschine erreicht. Wie in der Fig. 2 angedeutet wurde, er- folgt kurz nach Einbringen der Haupteinspritzung 60 die Selbstzündung des Gemisches im Brennraum. Die eine oder meh- reren Haupteinspritzungen 60 werden daher im Bereich des obe- ren Zündtotpunkts eingebracht, beispielsweise 1°KW vor ZÜND- OT oder 4° KW vor OT.

Das durch die Voreinspritzungen 56, gegebenenfalls die Vor- einspritzungen 58, und die Haupteinspritzungen 60 gebildete Gemisch verbrennt unter Sauerstoffüberschuss im Brennraum, um die Menge an bei der Verbrennung erzeugten Stickoxiden hoch- zuhalten und um hohe Abgastemperaturen bereitzustellen. Da für die Bildung von Ammoniak aber fettes Abgas mit Kraft- stoffüberschuss benötigt wird, werden bei dem erfindungsgemä- ßen Verfahren eine oder mehrere Nacheinspritzungen 62 zur Einstellung eines Luftverhältnisses von A>1, entsprechend ei- ner fetten Abgaszusammensetzung, eingebracht. Die Nachein- spritzungen 62 können im Brennraum noch verbrannt werden und zur Motorlast beitragen. Die wenigstens teilweise Verbrennung bzw. Umsetzung der Nacheinspritzmenge 62 führt zur Bildung von ausreichenden Mengen Wasserstoff im Brennraum, die bei- spielsweise zur Ammoniaksynthese benötigt werden. Die Nach- einspritzungen 62 erfolgen in jedem Fall nach dem oberen Zündtotpunkt und können aber auch noch nach dem unteren Tot- punkt eingebracht werden. Beispielsweise erfolgen die zusätz- lichen Nacheinspritzungen 62 bei 43° KW nach OT oder 60° KW nach OT.

Bei dem erfindungsgemäßen Brennverfahren erfolgt die Verbren- nung ohne Abgasrückführung und eine Ansaugluftdrosselung wird mittels einer Drosselklappe oder einer variablen Einlassven- tilsteuerung durchgeführt. Dadurch kann ein kleines Luftver- hältnis auch ohne Abgasrückführung erreicht werden. Zusätz- lich kann eine große Kraftstoffmenge zur Vorhomogenisierung eingespritzt werden, da aufgrund der Ansaugluftdrosselung der Zylinderdruck in der Kompressionsphase verringert ist. Eine steuerbare Einlassdrallströmung unterstützt die Homogenisie- rung, führt zu einer weiteren Anhebung der Stickoxidkonzent- ration in der Hauptverbrennung und senkt zusätzlich den Luft- massenstrom, so dass die Absenkung des Luftverhältnisses un- terstützt wird. Die Voreinspritzmenge und die Haupteinspritz- menge werden durch den Motorbetrieb ohne Abgasrückführung mit Sauerstoffüberschuss im Brennraum umgesetzt. Dies ermöglicht eine deutlich höhere NO-Bildung im Brennraum als bei normaler Verbrennung mit Abgasrückführung. Zusätzlich wird die Stick- oxidkonzentration im Brennraum durch die homogene Verbrennung bei geringem Luftverhältnis deutlich erhöht. Die Anhebung des Einlasskanaldralls begünstigt zusätzlich die Stickoxidbil- dung, insbesondere des Kraftstoffanteils der Haupteinsprit- zung oder des sogenannten Zündstrahls, der im Bereich des o- beren Totpunkts eingespritzt wird.

Die wenigstens teilweise mitverbrennende und anschließend eingebrachte Nacheinspritzmenge sorgt bei dem erfindungsgemä- ßen Brennverfahren für den Anteil an Wasserstoffmolekülen im Abgas, der beispielsweise für die Ammoniaksynthese erforder- lich ist'. Gleichzeitig kann mittels der Nacheinspritzungen die für die Ammoniaksynthese erforderliche Unterstöchiometrie gezielt eingestellt werden. Sowohl Fettbetrieb als auch Ma- gerbetrieb der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine werden ü- ber in einer Motorsteuerung hinterlegte Kennfelder gesteuert.