專利名稱：用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的方法，其中，用燃料沖洗暫時(shí)不被使 用的噴射閥以便避免和/或消除沉積。
背景技術(shù)：
在具有多個(gè)噴射閥的內(nèi)燃機(jī)中可能發(fā)生的是，噴射閥中的幾個(gè)相對(duì)很少被使用。 例如在用不同燃料運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)中情況即如此，所述燃料中的一種僅在很少的運(yùn)行狀態(tài)中 被噴入，或者在所謂的雙燃料噴射式內(nèi)燃機(jī)中情況亦即如此，這種雙燃料噴射式內(nèi)燃機(jī)不 僅具有用于進(jìn)氣管噴射的噴射閥而且具有用于直接噴射的噴射閥，其中，這些噴射閥的一 部分由于運(yùn)行原因僅暫時(shí)被使用。但在僅以較大的時(shí)間間隔使用的噴射閥中可能發(fā)生沉積，例如通過(guò)內(nèi)燃機(jī)廢熱引 起的燃料蒸發(fā)以及留下燃料組分的膠化(Verharzimg)或者通過(guò)在噴射閥后方產(chǎn)生的燃燒 產(chǎn)物引起所述沉積。這種沉積物不僅可由于改變?nèi)剂蠂娚淞慷鴮?duì)運(yùn)行產(chǎn)生影響，而且在不 利的情況下甚至導(dǎo)致噴射閥損壞，這種損壞使得需要更換所述噴射閥。為了去除這種沉積 物，需要時(shí)常用燃料沖洗僅很少使用的噴射閥。由DE 10 2008 031 830 Al公開(kāi)了開(kāi)頭所述類型的、用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法，這種 內(nèi)燃機(jī)使用多種類型的燃料并且將這些類型的燃料通過(guò)不同的噴射閥輸入氣缸的燃燒室 中。為了在預(yù)定條件下、例如當(dāng)噴射閥之一不持續(xù)地噴入一種燃料或另一種物質(zhì)時(shí)避免該 噴射閥以后的運(yùn)行由于噴射閥被炭黑或其它燃燒產(chǎn)物污染而受到影響，在該文獻(xiàn)中提出， 借助第一噴射閥將第一燃料輸入氣缸，在第一發(fā)動(dòng)機(jī)功率下借助第二噴射閥將第二燃料直 接噴射到氣缸中，而在低于該第一發(fā)動(dòng)機(jī)功率的第二發(fā)動(dòng)機(jī)功率下，取代第二燃料借助第 二噴射閥將沖洗物質(zhì)直接噴射到氣缸中，其中，所述沖洗物質(zhì)可包括第一燃料和/或第二 燃料。但當(dāng)利用燃料來(lái)沖洗暫時(shí)不使用的噴射閥時(shí)，這導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)后方的排氣成分變 化，這是因?yàn)槭褂萌剂线M(jìn)行沖洗便降低了排氣中的空燃比。這又使得在排氣管中設(shè)置于內(nèi) 燃機(jī)后方的催化(轉(zhuǎn)化)器中對(duì)不希望的排氣組分如碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)和氮 氧化物(NOx)的化學(xué)轉(zhuǎn)化受到影響，這是因?yàn)橹辽僭谌呋?轉(zhuǎn)化)器的情況下排氣的 最佳轉(zhuǎn)化率要求理論配比(化學(xué)計(jì)量)比例(λ = 1)的恒定的空氣燃料混合物。雖然原 則上可以設(shè)想，在對(duì)輸入氣缸的燃料空氣混合物的預(yù)控制中考慮用于沖洗的燃料量。但這 非常復(fù)雜，一方面是因?yàn)樵谂紶枦_洗一個(gè)或多個(gè)噴射閥時(shí)輸入到所述噴射閥中的燃料量例 如由于在噴射閥中覆蓋炭黑或形成蒸汽泡而難于計(jì)算，另一方面是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中 所用的計(jì)算算法必須通過(guò)附加的計(jì)算算法補(bǔ)充，以便在混合物預(yù)控制中根據(jù)用于沖洗的燃 料類型和/或內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件來(lái)考慮用于沖洗的附加燃料量。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的在于，這樣改善開(kāi)頭所述類型的方法在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中，
3即使在混合物預(yù)控制中不考慮用于沖洗的燃料量的情況下也保證在內(nèi)燃機(jī)的排氣后處理 裝置的催化器中對(duì)不希望的排氣組分的完全轉(zhuǎn)化。根據(jù)本發(fā)明，所述目的這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)的滑行運(yùn)行工況/推力運(yùn)行工況 (Schubbetrieb)中用燃料沖洗暫時(shí)不被使用的噴射閥。在本專利申請(qǐng)的范圍內(nèi)，“燃料”可表示任意的可燃物質(zhì)，所述可燃物質(zhì)適于沖洗 內(nèi)燃機(jī)的噴射閥或者為此目的使用所述可燃物質(zhì)。另外，“滑行運(yùn)行工況”表示其中內(nèi)燃機(jī) 被車輛拖曳并且使曲軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)或保持轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車行駛狀態(tài)。本發(fā)明的構(gòu)思基于在現(xiàn)代車輛中，在內(nèi)燃機(jī)的滑行運(yùn)行工況中通常由于滑行斷 油而中斷燃料輸入，由此，除用于沖洗的燃料外，僅為催化器輸入在滑行運(yùn)行工況中通常稱 為“推進(jìn)空氣/滑行工況空氣(Schubluft) ”的、氧含量約為21%的環(huán)境空氣，而不輸入另 外的燃料。因?yàn)闆_洗暫時(shí)不被使用的噴射閥僅需要非常少量的燃料，根據(jù)本發(fā)明的一種有 利構(gòu)型，對(duì)于每個(gè)噴射閥僅輸入幾毫克的燃料，所以，根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選構(gòu)型，所述 少量的未燃燃料在催化器中完全與包含在推進(jìn)空氣中的氧反應(yīng)并被轉(zhuǎn)化成二氧化碳(CO2) 和水(H2O)。因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)在滑行運(yùn)行工況中不著火，即在氣缸的燃燒室中沒(méi)有燃料燃燒，所 以在滑行運(yùn)行工況中既不產(chǎn)生一氧化碳也不產(chǎn)生氮氧化物，由此，利用推進(jìn)空氣中的氧對(duì) 用于沖洗閥的燃料的轉(zhuǎn)化便足以滿足對(duì)內(nèi)燃機(jī)排氣排放的嚴(yán)格規(guī)定。為了防止由于用于沖洗閥的燃料與推進(jìn)空氣中的氧之間的放熱反應(yīng)而使催化器 過(guò)度升溫，本發(fā)明的另一優(yōu)選構(gòu)型提出，將為進(jìn)行沖洗而使用的燃料量與在沖洗期間輸入 內(nèi)燃機(jī)的推進(jìn)空氣的量之間的比例調(diào)節(jié)成，在該沖洗期間在內(nèi)燃機(jī)下游在排氣管路中調(diào)節(jié) 出超理論配比(比理論配比更稀)的空燃比，其中，優(yōu)選具有高氧含量和低燃料含量的非常 稀的混合物，其中，空燃比具有λ >3的值，優(yōu)選具有λ >4的值。合理地，可在沖洗期間通過(guò)對(duì)推進(jìn)空氣輸入的相應(yīng)控制和/或?qū)θ剂狭髁康南鄳?yīng) 控制來(lái)進(jìn)行所述調(diào)節(jié)，這就是說(shuō)，通過(guò)對(duì)每單位時(shí)間輸入一個(gè)或多個(gè)待沖洗的噴射閥中的 空氣量和/或燃料量的相應(yīng)控制來(lái)進(jìn)行所述調(diào)節(jié)。對(duì)于在滑行運(yùn)行工況中沖洗多個(gè)噴射閥的情況，也可以通過(guò)以依次(相繼，一個(gè) 接一個(gè))、相互重疊或同時(shí)進(jìn)行的方式將用于沖洗的燃料輸入待沖洗的噴射閥來(lái)控制排氣 中的空燃比。


下面借助附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1示出了具有用于兩種不同燃料的不同噴射閥的內(nèi)燃機(jī)的示意性視圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示的機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)1包括氣缸曲軸箱2，該氣缸曲軸箱具有多個(gè)氣缸3(僅 示出一個(gè))、一個(gè)曲軸4和多個(gè)活塞5 (僅示出一個(gè))，這些活塞通過(guò)連桿6與曲軸4連接并 且分別在氣缸3之一中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中，這些活塞與內(nèi)燃機(jī)1的氣缸3和氣缸蓋7 —起限定 燃燒室8的邊界。曲軸4通過(guò)傳動(dòng)系(未示出)驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的車輪。氣缸蓋7設(shè)有進(jìn)氣通道9和進(jìn)氣門10，新鮮空氣通過(guò)所述進(jìn)氣通道和進(jìn)氣門進(jìn)入 氣缸3的燃燒室8中。氣缸蓋7還設(shè)有排氣通道11和排氣門12，通過(guò)所述排氣通道和排氣門將排氣從氣缸3的燃燒室8排出到內(nèi)燃機(jī)1的排氣管13中。為了減少內(nèi)燃機(jī)1的排氣 排放，在排氣管13中設(shè)有三元催化器14。內(nèi)燃機(jī)1還具有多個(gè)第一噴射閥15(僅示出一個(gè))，通過(guò)這些第一噴射閥可將第一 燃料直接噴入氣缸3的燃燒室8。為此目的，安裝在內(nèi)燃機(jī)1的氣缸蓋7中的、由閥控制裝 置16控制的第一噴射閥通過(guò)燃料泵17與用于容納第一燃料19的第一燃料箱18連接。內(nèi)燃機(jī)1還具有多個(gè)第二噴射閥20，通過(guò)這些第二噴射閥可將第二燃料23噴入氣 缸3的燃燒室8以替代或補(bǔ)充第一燃料19。為此目的，安裝在氣缸蓋7中的、同樣由閥控 制裝置16控制的(第二)噴射閥20通過(guò)燃料泵21與用于容納第二燃料23的第二燃料箱 22連接。因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)1根據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)以第一燃料19和/或第二燃料23運(yùn)行，所以 可能發(fā)生的是，兩種燃料19、23以完全不同的程度得到使用。如果例如內(nèi)燃機(jī)1在每次啟 動(dòng)后首先僅以燃料19運(yùn)行一段時(shí)間，則在多個(gè)短距行駛的運(yùn)行中，另一種燃料23很少被使 用。這又可能導(dǎo)致在內(nèi)燃機(jī)1以所述另一種燃料23運(yùn)行之后，抑留在噴射閥20中的燃料 由于內(nèi)燃機(jī)1的廢熱而逐漸蒸發(fā)，其中，隨著時(shí)間的推移，在噴射閥20中可能沉積高粘度或 膠粘性(harzig)的殘留物。為了避免這種殘留物影響到對(duì)通過(guò)噴射閥20噴入的第二燃料23的計(jì)量或者甚至 導(dǎo)致噴射閥20的損壞，這種損壞使得需要更換所述噴射閥，時(shí)常用燃料沖洗噴射閥20。通過(guò)沖洗噴射閥20，使附加量的燃料23進(jìn)入氣缸3的燃燒室8。但很難在混合物 預(yù)控制中考慮該燃料量，因?yàn)檫@種沖洗一方面僅以較大的時(shí)間間隔進(jìn)行，另一方面通常僅 使用非常少的燃料23進(jìn)行沖洗。盡管如此，為了避免排氣成分變化以及避免三元催化器14中的排氣轉(zhuǎn)化由于這 種變化而受到影響，第二噴射閥20的沖洗僅在內(nèi)燃機(jī)1的滑行運(yùn)行工況中進(jìn)行，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1 經(jīng)由傳動(dòng)系被機(jī)動(dòng)車的車輪驅(qū)動(dòng)、例如在下坡時(shí)或者在借助內(nèi)燃機(jī)1制動(dòng)機(jī)動(dòng)車時(shí)進(jìn)行所 述清洗。在這種運(yùn)行方式中，一方面內(nèi)燃機(jī)1不著火并且除用于沖洗的很少的幾毫克燃料 量的輸入外向第一噴射閥15和第二噴射閥20的燃料輸入中斷，而另一方面，由于活塞5的 運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)氣門10打開(kāi)時(shí)通過(guò)進(jìn)氣通道9推進(jìn)空氣，亦即環(huán)境空氣被抽吸到氣缸3的燃燒 室8中，并且在排氣門12打開(kāi)時(shí)以基本上不變的成分通過(guò)排氣通道11又被推出到排氣管 13中。其結(jié)果是，在滑行運(yùn)行工況中用于沖洗噴射閥20的燃料23在氣缸3的燃燒室8 中與推進(jìn)空氣混合——因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)1不著火，并與推進(jìn)空氣一起通過(guò)排氣管13到達(dá)催化器 14,在所述催化器處該燃料由于推進(jìn)空氣的高氧含量而被完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。為了避免由于燃料23和空氣氧的放熱反應(yīng)造成的過(guò)熱損壞催化器14，使用于沖 洗噴射閥20的燃料23和推進(jìn)空氣的流量彼此間這樣協(xié)調(diào)，使得在排氣管13中在催化器14 之前得到λ >4的空燃比值。由于在這種空燃比下的空氣流量較大，所以降低了在燃料23和空氣氧的反應(yīng)中 每單位時(shí)間釋放的熱量，從而降低了由所述熱量引起的催化器14溫升。因此，當(dāng)排氣通道 11中推進(jìn)空氣溫度約為200°C、在滑行運(yùn)行工況中進(jìn)行沖洗期間由于燃料23和空氣氧在上 述λ > 4的空燃比下進(jìn)行反應(yīng)而使溫度升高約500°C時(shí)，催化器14達(dá)到約700°C的溫度，該溫度低于催化器14的約900 1000°C的通常運(yùn)行溫度。附圖標(biāo)記清單1內(nèi)燃機(jī)2氣缸曲軸箱3氣缸4曲軸5活塞6連桿7氣缸蓋8燃燒室9進(jìn)氣通道10進(jìn)氣門11排氣通道12排氣門13排氣管14催化器15第一噴射閥16噴射閥控制裝置17燃料泵18第一燃料箱19第一燃料20第二噴射閥21燃料泵22第二燃料箱23第二燃料。
權(quán)利要求
1.一種用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)(1)的方法，其中，用燃料沖洗暫時(shí)不被使用的噴射 閥以避免和/或消除沉積，其特征在于在所述內(nèi)燃機(jī)(1)或所述機(jī)動(dòng)車的滑行運(yùn)行工況中 用燃料03)沖洗所述暫時(shí)不被使用的噴射閥00)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在所述內(nèi)燃機(jī)(1)或所述機(jī)動(dòng)車的滑行運(yùn)行 工況中，除用于沖洗的燃料外不將另外的燃料(19)輸入所述內(nèi)燃機(jī)(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于為進(jìn)行沖洗而輸入所述暫時(shí)不被使用的 噴射閥OO)中的燃料03)的量對(duì)于每個(gè)噴射閥OO)取值為幾毫克。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于為進(jìn)行沖洗而輸入所述暫時(shí)不被使用 的噴射閥OO)中的燃料03)在所述內(nèi)燃機(jī)(1)的排氣后處理裝置的催化器(14)中燃燒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于使所述燃料在所述催化器(14)中與推 進(jìn)空氣進(jìn)行反應(yīng)，所述推進(jìn)空氣在沖洗期間穿流過(guò)所述內(nèi)燃機(jī)(1)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于將為進(jìn)行沖洗而每單位時(shí)間輸入所述暫 時(shí)不被使用的噴射閥OO)中的燃料03)的量與在沖洗期間穿流過(guò)所述內(nèi)燃機(jī)(1)的推進(jìn) 空氣的量之間的比例調(diào)節(jié)成，在所述內(nèi)燃機(jī)(1)下游、所述催化器(14)上游調(diào)節(jié)出超理論 配比的空燃比。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于將所述比例調(diào)節(jié)成，在所述內(nèi)燃機(jī)(1)下游調(diào) 節(jié)出其值為λ >3的空燃比。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其特征在于將所述比例調(diào)節(jié)成，在所述內(nèi)燃機(jī)(1)下 游調(diào)節(jié)出其值為λ >4的空燃比。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8之一的方法，其特征在于在沖洗期間，通過(guò)使所述推進(jìn)空氣輸 入和燃料流量相互協(xié)調(diào)來(lái)進(jìn)行所述調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9之一的方法，其特征在于當(dāng)在滑行運(yùn)行工況中沖洗多個(gè)噴射 閥OO)時(shí)，通過(guò)以依次、相互重疊或同時(shí)進(jìn)行的方式將燃料輸入待沖洗的噴射閥OO) 來(lái)調(diào)節(jié)空燃比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)(1)的方法，其中，用燃料(23)沖洗暫時(shí)不被使用的噴射閥(20)以避免和/或消除沉積。為了在內(nèi)燃機(jī)(1)的運(yùn)行中，在內(nèi)燃機(jī)(1)的排氣后處理裝置的催化器(14)中以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)不希望的排氣組分的完全轉(zhuǎn)化，根據(jù)本發(fā)明提出在所述內(nèi)燃機(jī)(1)的滑行運(yùn)行工況中用燃料(23)沖洗所述暫時(shí)不被使用的噴射閥(20)。
文檔編號(hào)F02M61/16GK102128116SQ20101057341
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者B·奧登達(dá)爾 申請(qǐng)人:奧迪股份公司