尤其用于車輛的內(nèi)燃機(jī)以及用于運(yùn)行這種內(nèi)燃機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種尤其用于車輛的內(nèi)燃機(jī)(10)，所述內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)(10)的至少一個(gè)壁(16)限定的燃燒室(12)并且具有至少一個(gè)配屬于燃燒室(12)的噴射器(20)，所述噴射器至少部分地容納在容納開口(32)中并且具有至少一個(gè)噴口(22)，所述容納開口由壁(16)的至少基本上平行于噴射器(20)的軸向方向延伸的第一壁區(qū)域(34)限定，所述噴口經(jīng)過容納開口(32)通到燃燒室(12)中，其中，壁(16)的傾斜于軸向方向延伸的另一壁區(qū)域(38)在朝向燃燒室(12)的方向直接鄰接到第一壁區(qū)域(34)上，容納開口(32)的至少基本上呈錐形的、朝著燃燒室(12)展寬的區(qū)域(36)通過所述另一壁區(qū)域限定，并且其中借助噴射器(20)能產(chǎn)生至少基本上呈錐形的噴入射束(26)，以便將內(nèi)燃機(jī)(10)的燃料引入到燃燒室(12)中，其中另一壁區(qū)域(38)在其長度(e)上關(guān)于噴射器(20)的徑向方向與噴射器(20)間隔開并且布置成與噴射器(20)至少局部地重疊，并且具有在含50度至含90度范圍內(nèi)的錐開口角(α)，其中錐開口角(α)小于噴入射束(26)的射束角(γ)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前述部分所述的、尤其用于車輛的內(nèi)燃機(jī)以及按 權(quán)利要求10的前述部分所述的、用于運(yùn)行這種內(nèi)燃機(jī)的方法。 尤其用于車輛的內(nèi)燃機(jī)以及用于運(yùn)行這種內(nèi)燃機(jī)的方法

【背景技術(shù)】
[0002] DE 199 11 023 C2公開了一種直接噴射式奧托-內(nèi)燃機(jī)，其具有由內(nèi)燃機(jī)壁限定 的燃燒室并且具有配屬于所述燃燒室的噴射器。該噴射器用于將燃料引入到燃燒室中并且 至少部分地容納在容納開口中。在此，該容納開口由所述壁的至少基本上平行于所述噴射 器的軸向方向延伸的壁區(qū)域限定。該噴射器具有至少一個(gè)噴口，該噴口經(jīng)過所述容納開口 通到燃燒室中。這意味著，用來運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的燃料可以經(jīng)由所述噴射器的噴口和所述壁的 容納開口引入到、尤其是噴入到燃燒室中。
[0003] 在此，所述噴射器至少基本上布置在燃燒室中并且可以以至少基本上呈錐形的燃 料射束或燃料噴霧將燃料噴射到燃燒室中。該噴射器本身布置在燃燒室頂中，從而通過噴 射一定的間距在火花塞上聚集可點(diǎn)燃的燃料-空氣-混合物。在此，其涉及引導(dǎo)射流的燃 燒方法。
[0004] 由EP 1 548 248 A2和DE 697 12 155 T2已知內(nèi)燃機(jī)，其具有至少一個(gè)由所述內(nèi) 燃機(jī)的至少一個(gè)壁限定的燃燒室以及至少一個(gè)配屬于該燃燒室的噴射器。相應(yīng)的噴射器至 少部分地容納在容納開口中。該容納開口由至少基本上平行于所述噴射器的軸向方向延伸 的第一壁區(qū)域限定。所述噴射器具有至少一個(gè)噴口，該噴口經(jīng)過所述容納開口通到燃燒室 中。所述壁的傾斜于軸向方向延伸的另一壁區(qū)域在朝向燃燒室的方向直接鄰接到所述第一 壁區(qū)域上。所述容納開口的至少基本上呈錐形的、朝著燃燒室延伸的區(qū)域通過所述另一壁 區(qū)域限定。此外，借助所述噴射器可以產(chǎn)生至少基本上呈錐形的噴入射束，用以將內(nèi)燃機(jī)的 燃料引入到燃燒室中。
[0005] 業(yè)已表明，尤其在借助噴射器所噴入的燃料量特別小的情況下，這尤其是在內(nèi)燃 機(jī)的所謂的層燃工況中可能導(dǎo)致點(diǎn)火穩(wěn)定性和燃燒穩(wěn)定性方面的問題分層。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，這樣來改進(jìn)開頭所述類型的內(nèi)燃機(jī)以及用于運(yùn)行這種 內(nèi)燃機(jī)方法，使得實(shí)現(xiàn)特別高的燃燒穩(wěn)定性。
[0007] 所述任務(wù)通過尤其用于車輛的、具有權(quán)利要求1所述特征的內(nèi)燃機(jī)來實(shí)現(xiàn)并且通 過用于運(yùn)行這種內(nèi)燃機(jī)的、具有權(quán)利要求10所述特征的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的具有相宜的 且非顯而易見的改進(jìn)的有利設(shè)計(jì)方案在其余權(quán)利要求中說明。
[0008] 本發(fā)明的第一方面涉及尤其用于車輛且尤其用于轎車的內(nèi)燃機(jī)。該內(nèi)燃機(jī)包括至 少一個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)壁限定的燃燒室，例如汽缸。此外，該內(nèi)燃機(jī)包括至少一個(gè) 配屬于所述燃燒室的噴射器，該噴射器至少部分地容納在容納開口中。該容納開口由至少 基本上平行于所述噴射器的軸向方向延伸的第一壁區(qū)域限定。該容納開口至少基本上呈圓 形地構(gòu)成或構(gòu)成為正圓柱，或者以該形狀由所述第一壁區(qū)域限定。
[0009] 所述噴射器具有至少一個(gè)噴口，該噴口經(jīng)過所述容納開口通到燃燒室中。因此，可 以經(jīng)由所述噴口和容納開口將內(nèi)燃機(jī)的尤其是液體燃料引入到、尤其是噴入到且尤其是直 接噴入到燃燒室中。
[0010] 所述壁的傾斜于噴射器的軸向方向延伸的另一壁區(qū)域在朝向燃燒室的方向直接 鄰接到所述第一壁區(qū)域上。所述容納開口的至少基本上呈錐形的、朝著燃燒室展寬的區(qū)域 通過所述另一壁區(qū)域進(jìn)行限定。此外，借助所述噴射器可以產(chǎn)生至少基本上呈錐形的噴入 射束，用以將內(nèi)燃機(jī)的燃料引入到燃燒室中。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，所述另一壁區(qū)域在其長度上關(guān)于所述噴射器的徑向方向與該噴射器 間隔開，并且布置成與該噴射器至少局部地重疊。此外，所述另一壁區(qū)域具有在50° (含） 至90° (含）范圍內(nèi)的錐開口角，其中，該錐開口角小于所述噴入射束的射束角。在此，該 射束角表示出至少基本呈錐形的噴入射束的錐開口角的特征并且被稱為射束角，以便在概 念上尤其良好地將其與所述另一壁區(qū)域的錐開口角區(qū)別開。
[0012] 所述另一壁區(qū)域的錐開口角小于所述噴入射束的射束角，因此由所噴入的燃料和 供給燃燒室的空氣形成的混合物云在所述另一壁區(qū)域上并且由此在燃燒室的燃燒室頂上 得到穩(wěn)定，該混合物云是由借助所述噴射器實(shí)現(xiàn)的尤其是液態(tài)燃料的噴入所引起的。換句 話說，通過所述另一壁區(qū)域的設(shè)計(jì)方案，在燃燒室中實(shí)現(xiàn)了噴射器的周邊環(huán)境的會聚性設(shè) 計(jì)，從而可以使混合物云得到穩(wěn)定。借此，可以例如在配屬于燃燒室的火花塞上實(shí)現(xiàn)混合物 云的尤其有利的且穩(wěn)定的配屬或供給，從而使所述混合物云或由燃料和空氣形成的混合物 借助所述火花塞非常良好地點(diǎn)燃并且穩(wěn)定地進(jìn)行燃燒。這樣，還可以將燃燒斷火的危險(xiǎn)維 持在尤其低的水平，在所述斷火的情況下無法在燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃料-空氣-混合物的所期 望的燃燒。
[0013] 由于相應(yīng)設(shè)計(jì)的容納開口，在火花塞上獲得了尤其可點(diǎn)燃的燃料-空氣-混合物 并且獲得了數(shù)量尤其高的尤其可點(diǎn)燃的燃料-空氣-混合物。因?yàn)樗龌旌衔镌瓶梢杂绕?有利地在燃燒室中方向穩(wěn)定地?cái)U(kuò)散，所以這尤其是屬于上述情況。
[0014] 這樣所實(shí)現(xiàn)的高的燃燒穩(wěn)定性對于內(nèi)燃機(jī)的所謂的層燃工況來說是尤其有利的， 該層燃工況可以借助所述噴射器實(shí)施。這樣的層燃工況尤其在構(gòu)成為奧托發(fā)動機(jī)的內(nèi)燃機(jī) 中是燃料和排放都非常少的運(yùn)行，然而也提出了特定的要求，以便實(shí)現(xiàn)燃料-空氣-混合物 的穩(wěn)定燃燒。在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中，所述要求可以尤其良好地得到滿足。
[0015] 在層燃工況中，借助噴射器在例如兩個(gè)或三個(gè)在時(shí)間上非常短的彼此連續(xù)的噴入 中在上點(diǎn)火正時(shí)（Ζ0Τ)之前很短的時(shí)間內(nèi)將燃料引入到燃燒室中。傳統(tǒng)上來講，后續(xù)的噴 入由于誘導(dǎo)流動在其滲透性能上受到先前噴入的影響，并且會減少可點(diǎn)燃的混合物向火花 塞上的供給。尤其在第二和第三噴入量特別?。ㄆ鋵τ诘团欧胖涤欣┑那闆r下，點(diǎn)火和 燃燒穩(wěn)定性會由此受到負(fù)面影響。
[0016] 這一問題在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中至少得到緩解。主要噴入（先前的噴入）對與 之相反地具有較小燃料噴入量的后續(xù)噴入的燃料-空氣-混合物的流動影響特別小，從而 使混合物云方向穩(wěn)定地?cái)U(kuò)散。由此，借助根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可以獲得尤其有利的引導(dǎo)射 流的燃燒過程，其中可以在奧托發(fā)動機(jī)的層燃工況中實(shí)現(xiàn)僅具有非常小斷火可能性的高燃 燒穩(wěn)定性，所述奧托發(fā)動機(jī)具有直接噴射以及向內(nèi)或外開式的、與噴入時(shí)間相關(guān)聯(lián)的噴射 器，用以獲得尤其少的排放。
[0017] 在本發(fā)明的另一尤其有利的設(shè)計(jì)方案中，所述另一壁區(qū)域關(guān)于所述噴射器的軸向 方向延伸經(jīng)過一長度，所述長度處于3_(含）至6_(含）的范圍內(nèi)。由此可以實(shí)現(xiàn)尤其 有利的流動條件，所述流動條件導(dǎo)致尤其高的燃燒穩(wěn)定性并由此導(dǎo)致低的斷火可能性。
[0018] 當(dāng)所述第一壁區(qū)域至少間接地貼靠在所述噴射器上時(shí)，這被認(rèn)為是尤其有利的。 這樣，該噴射器尤其限定地容納和保持在容納開口中，并且即便在噴入壓力非常高的情況 下仍可以按所希望地相對于壁運(yùn)動。
[0019] 另一實(shí)施形式的特征在于，當(dāng)燃料噴入到燃燒室中時(shí)，所述另一壁區(qū)域與借助噴 射器可實(shí)現(xiàn)的噴入射束之間的最小間距處于1mm(含）至4mm(含）的范圍內(nèi)。由此，所述 噴入射束和產(chǎn)生的燃料-空氣-混合物在其擴(kuò)散性能方面得到穩(wěn)定，這導(dǎo)致了尤其高的燃 燒穩(wěn)定性并且導(dǎo)致了低的斷火可能性。
[0020] 在本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案中，內(nèi)燃機(jī)構(gòu)成為奧托發(fā)動機(jī)。尤其在奧托發(fā)動機(jī)中，混 合物云的穩(wěn)定起到重要作用，以便可以將大量的可點(diǎn)燃的混合物輸送給火花塞，并且可以 由此實(shí)現(xiàn)高效且低排放的運(yùn)行，以及可以將燃燒斷火的危險(xiǎn)維持在低水平。
[0021] 在本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案中，借助所述噴射器可以實(shí)施內(nèi)燃機(jī)的層燃工況 (Schichtbetrieb)和/或勻質(zhì)運(yùn)行（Homogenbetrieb)。由此可以將所述內(nèi)燃機(jī)的排放和 燃料消耗維持在尤其低的水平。
[0022] 當(dāng)所述噴射器的外周側(cè)的外表面以及所述第一壁區(qū)域朝向燃燒室在共同的高度 上終止，這被認(rèn)為是尤其有利的，所述外表面至少基本上以正圓柱的形狀構(gòu)成。換句話說， 所述第一壁區(qū)域和所述噴射器的外周側(cè)的外表面朝向燃燒室延伸，直至共同的高度。由此 獲得了尤其有利的周圍環(huán)境條件，從而可以使由燃料噴入所產(chǎn)生的混合物云得到非常良好 的穩(wěn)定。
[0023] 在本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案中，所述噴射器構(gòu)成為外開式或內(nèi)開式的噴射器。由此 可以實(shí)現(xiàn)尤其高的燃燒穩(wěn)定性。
[0024] 最后，當(dāng)所述另一壁區(qū)域關(guān)于所述噴射器的中軸線旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)成時(shí)，這被認(rèn)為 是尤其有利的。這樣，可以低耗時(shí)且低成本地制造該壁區(qū)域。
[0025] 有利的是，所述噴射器至少基本上布置在燃燒室中央。換句話說，噴射器的中軸線 與燃燒室中軸線重合。這意味著，所述中軸線是一致的。
[0026] 本發(fā)明的第二方面涉及用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的、尤其用于運(yùn)行根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的 方法。所述內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)由該內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)壁限定的燃燒室以及至少一個(gè)配屬 于該燃燒室的噴射器，該噴射器至少部分地容納在容納開口中，該容納開口由壁的至少基 本上平行于所述噴射器的軸向方向延伸的壁區(qū)域限定。
[0027] 所述噴射器具有至少一個(gè)噴口，該噴口經(jīng)過所述容納開口通到燃燒室中，其中，所 述壁的、傾斜于軸向方向延伸的另一壁區(qū)域在朝向燃燒室的方向直接鄰接到第一壁區(qū)域 上。所述容納開口的至少基本上呈錐形的、朝著燃燒室延伸的區(qū)域通過所述另一壁區(qū)域進(jìn) 行限定。
[0028] 在該方法的框架中，借助所述噴射器產(chǎn)生了至少基本上呈錐形的噴入射束，用以 將內(nèi)燃機(jī)的燃料引入到燃燒室中。為了實(shí)現(xiàn)尤其高的燃燒穩(wěn)定性，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，所述另 一壁區(qū)域在其長度上關(guān)于所述噴射器的徑向方向與該噴射器間隔開，并且布置成與該噴射 器至少局部地重疊，并且具有在50° (含）至90° (含）范圍內(nèi)的錐開口角，其中，該錐開 口角小于所述噴入射束的射束角并且其中所述內(nèi)燃機(jī)借助該噴射器在層燃工況中得到運(yùn) 行?？梢詫⒈景l(fā)明的第一方面的有利的設(shè)計(jì)方案看作是本發(fā)明的第二方面的有利的設(shè)計(jì)方 案，反之亦然。
[0029] 在層燃工況（通常也被稱為分層燃燒方法）中，可能會出現(xiàn)高充氣運(yùn)動。傳統(tǒng)上 來講，所述高充氣運(yùn)動會對燃燒穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。通過內(nèi)燃機(jī)的相應(yīng)的設(shè)計(jì)，可以將所 述充氣運(yùn)動維持在低水平，從而使由燃料和空氣形成的混合物云可以在燃燒室中穩(wěn)定地?cái)U(kuò) 散并且例如可以輸送給火花塞，之后所述混合物云可以借助該火花塞點(diǎn)燃。
[0030] 如果內(nèi)燃機(jī)是指所謂的增壓內(nèi)燃機(jī)，其具有至少一個(gè)用于為內(nèi)燃機(jī)供給壓縮空氣 的廢氣渦輪增壓器，這樣內(nèi)燃機(jī)的增壓通常就會導(dǎo)致非常高的充氣運(yùn)動。然而，根據(jù)所述內(nèi) 燃機(jī)的設(shè)計(jì)方案，可以實(shí)現(xiàn)尤其堅(jiān)實(shí)的層燃工況，這是因?yàn)榭梢员ＷC在火花塞上形成可點(diǎn) 燃的混合物。
[0031] 此外，可以以尤其高的燃料壓力來運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)，該燃料壓力例如在 150bar(含）至300bar(含）范圍內(nèi)，從而可以實(shí)現(xiàn)尤其高效并因此低燃料消耗的運(yùn)行。
[0032] 有利的是，這樣來選擇至少基本上呈錐形的容納開口的底面直徑，使得可以借助 所述噴射器產(chǎn)生的噴入射束可以不受阻礙地?cái)U(kuò)散。換言之這樣規(guī)定，使得第二壁區(qū)域不會 阻礙所述噴入射束的擴(kuò)散和形成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由下文對優(yōu)選實(shí)施例的描述以及借助附圖得出。 上文說明中所述的特征和特征組合以及下文中在【專利附圖】

【附圖說明】中所述的和/或在附圖中單獨(dú) 示出的特征和特征組合不僅可以用于分別給出的組合，而且還可以用于其它組合或可以獨(dú) 立使用，而不會偏離本發(fā)明的范疇。
[0034] 在此，圖1起到闡明本發(fā)明的背景的作用。
[0035] 其中：
[0036] 圖1局部地示出了構(gòu)成為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的示意性剖面圖，該內(nèi)燃機(jī) 具有至少一個(gè)由汽缸頭的燃燒室頂限定的汽缸并具有配屬于該汽缸的噴射器，該噴射器布 置在汽缸頭的容納開口中，其中經(jīng)由所述容納開口可以借助該噴射器將燃料噴入到所述汽 缸中；
[0037] 圖2局部地示出了按第一實(shí)施形式構(gòu)成為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的示意性 剖面圖，其中，所述容納開口至少通過第一壁區(qū)域以及通過在朝向汽缸的方向上連接的另 一壁區(qū)域進(jìn)行限定，其中所述容納開口的至少基本上呈錐形的區(qū)域通過所述另一壁區(qū)域進(jìn) 行限定，并且其中所述另一壁區(qū)域的錐開口角小于噴入射束的射束角，該噴入射束基本上 呈錐形并且可以借助所述噴射器產(chǎn)生；以及
[0038] 圖3局部地示出了按圖2的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的第二實(shí)施形式的示意性剖面圖。
[0039] 在附圖中，相同的或功能相同的元件配設(shè)相同的附圖標(biāo)記。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 圖1示出了用于機(jī)動車（例如轎車）的、構(gòu)成為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。在 圖1中可以看到內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室12。在此，內(nèi)燃機(jī)10可以具有多個(gè)這樣的燃燒室12。 燃燒室12在此構(gòu)成為汽缸，燃燒過程在所述汽缸中進(jìn)行。
[0041] 燃燒室12沿內(nèi)燃機(jī)的堅(jiān)直方向向上由燃燒室頂14限定。燃燒室頂14例如由內(nèi) 燃機(jī)10的汽缸頭18的壁16構(gòu)成。在此，汽缸頭18例如與內(nèi)燃機(jī)10的曲軸箱連接。內(nèi)燃 機(jī)10的曲軸圍繞轉(zhuǎn)動軸相對于曲軸箱可轉(zhuǎn)動地支承在該曲軸箱上。
[0042] 燃燒室12在側(cè)面通過汽缸壁進(jìn)行限定，所述汽缸壁在圖1中不可見并且由構(gòu)成為 汽缸曲軸箱的曲軸箱構(gòu)成。燃燒室12沿內(nèi)燃機(jī)10的堅(jiān)直方向朝下由內(nèi)燃機(jī)10的活塞限 定。在此，該活塞相對于燃燒室頂14可平動運(yùn)動地容納在燃燒室12中并且借助活塞銷鉸 接地與連桿連接。該連桿再次鉸接地與曲軸的曲柄銷連接。通過所述鉸接連接可以將燃燒 室12中活塞的平動的向上和向下運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲軸圍繞其轉(zhuǎn)動軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0043] 燃燒室12配屬有噴射器20。通常噴射器20也被稱為噴油閥或噴油元件。借助噴 射器20可以將運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)10的液態(tài)燃料直接噴入到燃燒室12中。為此，噴射器20包含 非常示意性地示出的噴射器20的噴油嘴24的至少一個(gè)噴口 22,其中所述至少一個(gè)噴口 22 通到燃燒室12中。
[0044] 圖1中示意性地示出了總體來說以26進(jìn)行標(biāo)記的噴入射束，該噴入射束可以借助 噴射器20產(chǎn)生。這意味著，在形成噴入射束26的情況下液體燃料可以借助噴射器20直接 噴入到燃燒室12中。如從圖1中可以獲知，可以借助噴射器20產(chǎn)生的、由燃料形成的噴入 射束26至少基本上呈錐形地構(gòu)成并且具有射束角γ。那么，射束角γ是至少基本上呈錐 形的噴入射束26的錐開口角。此外，圖1中示出了噴射器20的中軸線28。中軸線28與噴 入射束26的以及燃燒室12的中軸線重合。換句話說，噴射器20、燃燒室12以及噴入射束 26的各自的中軸線是一致的。
[0045] 此外，燃燒室12配屬有火花塞30,借助該火花塞可以在燃燒室12中點(diǎn)燃燃料-空 氣-混合物或由燃料和空氣形成的混合物云。除了燃料以外，在內(nèi)燃機(jī)10運(yùn)行的過程中還 經(jīng)由汽缸頭18的進(jìn)氣管和進(jìn)氣道向燃燒室12供給空氣。該空氣可以與借助噴射器20直 接噴入到燃燒室12中的燃料混合，并且優(yōu)選形成燃料-空氣-混合物或混合物云。所述燃 料-空氣-混合物或混合物云可以借助火花塞30點(diǎn)燃，用以啟動燃料-空氣-混合物的燃 燒。為了點(diǎn)燃燃料-空氣-混合物，在火花塞30的兩個(gè)電極31、33之間構(gòu)成有至少一個(gè)點(diǎn) 火火花，該點(diǎn)火火花因此在所謂的點(diǎn)火火花位置35上形成。噴射器20的噴口 22指相應(yīng)的、 所謂的噴射器噴射點(diǎn)，所述燃料在該噴射器噴射點(diǎn)上噴入到燃燒室12中。
[0046] 根據(jù)圖1還可以清晰看到的是，噴射器20至少部分地容納在汽缸頭18的容納開 口 32中。在此，容納開口 32通過汽缸頭18的壁16的至少基本上平行于噴射器20的軸向 方向（也就是平行于中軸線28)延伸的壁區(qū)域34進(jìn)行限定。容納開口 32的一個(gè)區(qū)域通過 壁區(qū)域34進(jìn)行限定，該容納開口的區(qū)域至少基本上以正圓柱的形狀構(gòu)成。
[0047] 為了獲得內(nèi)燃機(jī)10的尤其高的燃燒穩(wěn)定性，并且為了獲得由此產(chǎn)生的、尤其低的 燃燒斷火的危險(xiǎn)，圖2中示出了按第一實(shí)施形式的用于車輛的、尤其用于轎車的構(gòu)成為往 復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。如從圖2中可以獲知，在圍繞著噴射器20的區(qū)域36中燃燒室 頂14相比于按圖1的燃燒室頂14下降了 3mm至6mm。此外，區(qū)域36中的容納開口 32至少 基本上呈錐形并且沿燃燒室頂14的方向擴(kuò)展地構(gòu)成。
[0048] 這通過壁16的另一壁區(qū)域38實(shí)現(xiàn)。在此，該另一壁區(qū)域38沿燃燒室12的方 向、也就是朝向燃燒室12直接鄰接到第一壁區(qū)域34上并且傾斜于噴射器20的軸向方向且 由此傾斜于該噴射器20的中軸線28地延伸。與此相反地，另一壁區(qū)域38沿徑向、也就是 橫向于中軸線28與噴射器20間隔開并且布置成與該噴射器至少局部地重疊。另一壁區(qū)域 38關(guān)于軸向方向或關(guān)于平行于中軸線28延伸的方向沿燃燒室12的方向延伸3mm(含）至 6mm(含），其中該延伸被稱為另一壁區(qū)域38的長度e。
[0049] 另一壁區(qū)域38具有錐開口角α，該錐開口角處于50° (含）至90° (含）的范 圍內(nèi)。此夕卜，另一壁區(qū)域38與噴入射束26之間的最小間距a處于1mm至4mm的范圍內(nèi)。
[0050] 在圖2中可以進(jìn)一步看到，嗔射器20具有外周側(cè)的外表面37,所述外表面至少基 本上以正圓柱的形狀構(gòu)成。在此，至少基本上以正圓柱的形狀構(gòu)成的、外周側(cè)的外表面37 沿噴射器20的徑向方向布置成與第一壁區(qū)域34至少局部地重疊。在此，第一壁區(qū)域34在 至少基本上呈正圓柱的、外周側(cè)的外表面37的端部上終止。換句話說，外周側(cè)的外表面37 和第一壁區(qū)域34朝向燃燒室12布置在共同的高度上。這意味著，外周側(cè)的外表面37和第 一壁區(qū)域34沿著噴射器20的軸向方向朝向燃燒室12在共同的高度上終止。
[0051] 如由圖2中可進(jìn)一步看到的，噴入射束26具有所謂的空心錐射束特性。這意味著， 噴入射束26至少基本上以空心錐的形狀構(gòu)成。這里如可以由此實(shí)現(xiàn)，S卩，在內(nèi)開口的噴射 器中噴油嘴24的噴口 22彼此間隔開并且布置在噴射器20的相應(yīng)的、彼此分開指向的側(cè)面 上，從而相應(yīng)的噴入射束部分經(jīng)由噴口 22這樣噴入，即，空心錐構(gòu)成為噴入射束26。在外開 口的噴射器中，噴入射束26借助環(huán)形環(huán)繞的、可釋放的噴口 22作為空心錐進(jìn)行噴射。有利 的是，在75度（含）至90度（含）的范圍內(nèi)。因此，噴束角γ由此是基本上呈錐形的或 成空心錐形的噴入射束26的錐開口角。
[0052] 如由圖2或尤其良好地由圖3可見，另一壁區(qū)域38的錐開口角α小于噴入射束 26的噴束角γ。由此，另一壁區(qū)域38反向于噴入射束26傾斜，從而使另一壁區(qū)域38與噴 口 22的或噴入射束22的空心錐之間的環(huán)形通道變窄，借此最初由噴口 22產(chǎn)生的噴入射束 26或者最初由各噴口 22產(chǎn)生的噴入射束26被燃燒室中的充氣運(yùn)動以及被先前噴射的影 響所屏蔽。由此，混合物云可以在燃燒室頂14上得到尤其良好的穩(wěn)定，從而可以使數(shù)量尤 其高的可燃的混合物向火花塞30擴(kuò)散。換句話說，通過燃燒室頂14的構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)了噴入射 束26的流動引導(dǎo)，從而使主噴射或燃料向燃燒室12中的先前噴射對后續(xù)噴射的混合物的 流動影響尤其小。由此，所述混合物云方向穩(wěn)定地?cái)U(kuò)散，借此份額尤其高的可燃的燃料-空 氣-混合物可以到達(dá)火花塞30并得以點(diǎn)燃。
[0053] 這在內(nèi)燃機(jī)10的所謂的層燃工況中是尤其有利的，所述內(nèi)燃機(jī)具有多個(gè)、也就是 至少兩個(gè)彼此連續(xù)的燃料噴入，所噴入的燃料量非常少。由此，例如構(gòu)成為奧托發(fā)動機(jī)的內(nèi) 燃機(jī)10的排放可以尤其少，并且可以以非常小的燃料消耗來運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)10的 高的燃燒穩(wěn)定性和運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。
[0054] 圖3示出了按圖2的內(nèi)燃機(jī)10的第二實(shí)施形式。由圖3可以看到，通過燃燒室頂 14的相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案在區(qū)域Β中實(shí)現(xiàn)了混合物云的尤其良好的穩(wěn)定。通過燃燒室頂14的相 應(yīng)的構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)噴射器周邊環(huán)境的會聚性設(shè)計(jì)，這是因?yàn)橐脖环Q為噴霧角的噴束角Υ大于 錐開口角α形式的燃燒室頂角。在圖3中以FL來標(biāo)記另一壁區(qū)域38的所謂的引導(dǎo)長度。 引導(dǎo)長度FL同上述噴射器噴射點(diǎn)與點(diǎn)火火花位置35之間間距的比例優(yōu)選處于0. 2(含） 至0.35(含）的范圍內(nèi)。
[0055] 通過燃燒室頂14的相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，所述混合物云可以尤其穩(wěn)定地進(jìn)行擴(kuò)散，由 此可以實(shí)現(xiàn)尤其突出的分層充氣運(yùn)行。在此，可以借助噴射器20產(chǎn)生多重燃料噴射。在此， 例如可以以100至1000 μ s范圍內(nèi)的間歇時(shí)間來執(zhí)行二至五次噴射。換句話說，在兩次連 續(xù)的噴射之間實(shí)現(xiàn)了一個(gè)間歇，該間歇在100至1000 μ s的范圍內(nèi)取值。
[0056] 此外，另一壁區(qū)域38至少基本上關(guān)于中軸線28旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)成并且由此可以以 簡單且低成本的方式進(jìn)行制造。此外，噴射器20至少基本上安置在燃燒室12的中間。這 意味著，燃燒室12的以及噴射器20的各自的中軸線至少基本上重合。如果燃燒室12的、 噴入射束26的以及壁38的中軸線基本上重合，則還可以想到噴射器20以其中軸線28相 對于燃燒室12的中軸線傾斜。
【權(quán)利要求】
1. 一種尤其用于車輛的內(nèi)燃機(jī)（10)，其具有至少一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)（10)的至少一個(gè)壁 (16)限定的燃燒室（12)以及具有至少一個(gè)配屬于所述燃燒室（12)的噴射器（20)，所述噴 射器至少部分地容納在容納開口（32)中并且具有至少一個(gè)噴口（22)，所述容納開口由壁 (16)的、至少基本上平行于噴射器（20)的軸向方向延伸的第一壁區(qū)域（34)限定，所述噴口 經(jīng)過容納開口（32)通到燃燒室（12)中，其中，在朝向燃燒室（12)的方向上與第一壁區(qū)域 (34)直接相鄰的是壁（16)的傾斜于軸向方向延伸的另一壁區(qū)域（38)，通過所述另一壁區(qū) 域限定出容納開口（32)的、至少基本上呈錐形的、朝著燃燒室（12)展寬的區(qū)域（36)，其中， 借助噴射器（20)能產(chǎn)生至少基本上呈錐形的噴入射束（26)，以便將內(nèi)燃機(jī)（10)的燃料引 入到燃燒室（12)中， 其特征在于， 所述另一壁區(qū)域（38)在其長度（e)上關(guān)于噴射器（20)的徑向方向與所述噴射器 (20)間隔開并且布置成與噴射器（20)至少局部地相疊，并且具有50度至90度的錐開口角 (α)，其中，所述錐開口角（α)小于噴入射束（26)的射束角（Y)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，所述另一壁區(qū)域（38)參照噴射器 (20)的軸向方向延伸一長度（e)，所述長度為3mm至6mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，所述第一壁區(qū)域（34)至少間 接地貼靠在噴射器（20)上。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，所述另一壁區(qū)域（38) 與能借助于噴射器（20)產(chǎn)生的噴入射束（26)之間的最小間距（a)處于1mm至4mm的范圍 內(nèi)，所述噴入射束用以將內(nèi)燃機(jī)（10)的燃料引入到燃燒室（12)中。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)（10)構(gòu)成 為奧托發(fā)動機(jī)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，借助噴射器（20)能夠 實(shí)施內(nèi)燃機(jī)（10)的層燃運(yùn)行和/或勻質(zhì)運(yùn)行。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，噴射器（20)的外周側(cè) 的外表面（37)以及所述第一壁區(qū)域（24)朝向燃燒室（12)在共同的高度上終止，所述外表 面以正圓柱的形狀構(gòu)成。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，所述噴射器（20)構(gòu)成 為外開式噴射器或內(nèi)開式噴射器。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)（10)，其特征在于，所述另一壁區(qū)域（38) 關(guān)于所述噴射器（20)的中軸線（28)旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)成。
10. -種用于運(yùn)行尤其用于車輛的內(nèi)燃機(jī)（10)的方法，所述內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)由內(nèi) 燃機(jī)（10)的至少一個(gè)壁（16)限定的燃燒室（12)并且具有至少一個(gè)配屬于燃燒室（12)的 噴射器（20)，所述噴射器至少部分地容納在容納開口（32)中并且具有至少一個(gè)噴口（22)， 所述容納開口由壁（16)的、至少基本上平行于噴射器（20)的軸向方向延伸的第一壁區(qū)域 (34)限定，所述噴口經(jīng)過容納開口（32)通到燃燒室（12)中，其中，在朝向燃燒室（12)的 方向上與第一壁區(qū)域（34)上直接相鄰的是所述壁（16)的、傾斜于軸向方向延伸的另一壁 區(qū)域（38)，通過所述另一壁區(qū)域限定出容納開口（32)的、至少基本上呈錐形的、朝著燃燒 室（12)展寬的區(qū)域（36)，其中，借助噴射器（20)能夠產(chǎn)生至少基本上呈錐形的噴入射束 (26)，以便將內(nèi)燃機(jī)（10)的燃料引入到燃燒室（12)中， 其特征在于， 所述另一壁區(qū)域（38)在其長度（e)上關(guān)于噴射器（20)的徑向方向與所述噴射器（20) 間隔開并且布置成與噴射器（20)至少局部地重疊，并且具有在50度至90度的錐開口角 (α)，其中，所述錐開口角（α)小于噴入射束（26)的射束角（Y)，其中，所述內(nèi)燃機(jī)（10) 借助噴射器（20)在層燃工況中運(yùn)行。
【文檔編號】F02B23/10GK104114829SQ201380009352
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月14日
【發(fā)明者】M·貝茲內(nèi)爾, J·菲舍爾, H·吉爾登, A·卡登, D·松德海姆 申請人:戴姆勒股份公司