用于運行二沖程-奧托發(fā)動機的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運行具有至少一個容納活塞(2)的氣缸(1)的二沖程?奧托發(fā)動機的方法，該氣缸(1)具有曲軸箱(10)，曲軸箱(10)在氣缸(1)的由排氣通道(4)的軸線確定的直徑平面(5)的兩側(cè)通過溢流通道(12，13，14，15，16)與氣缸(1)的燃燒室(11)流體連通，二沖程?奧托發(fā)動機具有兩個在直徑平面(5)兩側(cè)布置的用于燃料的噴射嘴(6，7)，噴射嘴(6，7)的噴嘴軸線(8)在活塞(2)的下死點位置中在活塞頂(3)的上方并且至少接近沿分別設置在直徑平面的對置側(cè)(5)的溢流通道(12，14：13，15)的流出方向(17，18)延伸，其中，在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)每個工作循環(huán)僅通過噴射嘴(6，7)之一將燃料以減小的動量噴入氣缸(1)的燃燒室(11)中。
【專利說明】
用于運行二沖程-奧托發(fā)動機的方法
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于運行二沖程-奧托發(fā)動機的方法，該發(fā)動機具有至少一個容納活塞的氣缸并具有曲軸箱，該曲軸箱在通過排氣通道軸線確定的氣缸直徑平面的兩側(cè)上通過溢流通道與氣缸的燃燒室流體連通，氣缸具有兩個在直徑平面兩側(cè)布置的用于燃料的噴射嘴，它們的噴嘴軸線在活塞的下死點位置中位于活塞頂上方和至少接近沿分別設置在直徑平面的對置側(cè)上的溢流通道的流出方向延伸，其中，至少在怠速運轉(zhuǎn)中每個工作循環(huán)僅通過噴射嘴之一噴入燃料。
【背景技術(shù)】
[0002]為了能夠?qū)崿F(xiàn)燃料在二沖程-發(fā)動機的熱的活塞頂上相應的蒸發(fā)，已知的是(EP0302045A2)，借助噴射嘴將燃料噴射到活塞頂上，業(yè)已表明，在一個沖程以內(nèi)可供使用的時間不足并因此導致以燃料沾濕的活塞和氣缸壁面尤其是在碳氫化合物排放方面的缺點。為了避免該缺點(W02010/063048A1)建議，噴射嘴關(guān)于通過排氣通道的軸線確定的氣缸直徑平面相互這樣對稱地對置，使得噴嘴軸線在活塞的下死點位置中在活塞頂上方的直徑平面中相交，即在氣缸軸線背離排氣通道的一側(cè)相交。因為噴嘴軸線此外接近沿分別設置在直徑平面的對置側(cè)上的溢流通道的流出方向延伸，所以可以在沿著噴嘴軸線方向噴入的燃料流和從分別對置的溢流通道流入燃燒室的空氣之間由于相反指向的速度分量分別利用最大的相對速度來制備燃料，這與對稱布置共同作用地在使用兩個噴射嘴并因此在高負荷運轉(zhuǎn)范圍和滿負荷運行中導致在燃燒室中有利的混合氣分布。與之有關(guān)地考慮，燃料射束和相反指向的空氣流在活塞頂上方相互碰撞，這導致形成的混合氣遠離活塞頂?shù)刂赶驓飧咨w地流動、并因此防止決定碳氫化合物排放的活塞頂沾濕以燃料。噴嘴軸線在氣缸軸線背離排氣通道的一側(cè)的交點借助通過溢流通道與燃料方向反向吹入背離排氣通道的氣缸半部的空氣移動噴入的燃料射束的對制備混合氣重要的扇形散射，因此可以很大程度上避免掃氣損失。
[0003]若對于怠速運轉(zhuǎn)和低負荷運轉(zhuǎn)范圍只使用一個噴射嘴，則燃料通過該噴射嘴不噴入活塞頂上方的燃燒室中，而是通過在面朝噴射嘴的圓周側(cè)上的活塞的套孔噴入曲軸箱。通過在曲軸箱中和在活塞下側(cè)上的流動運動形成噴入的燃料的大規(guī)模的平均分布、并因此導致燃氣空氣混合氣通過溢流通道均勻注入氣缸的燃燒室。因此也可以在怠速運轉(zhuǎn)中并且在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)確保在燃燒室中對稱的燃料分布，不過帶來了與活塞中套孔有關(guān)的在設計耗費、活塞強度和通過氣缸上的活塞散發(fā)熱量方面的缺點。此外，燃料通過溢流通道引入燃燒室僅僅與溢流通道的控制時間有關(guān)，這決定了相應的掃氣損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，既在滿負荷運轉(zhuǎn)范圍又在怠速運轉(zhuǎn)中或低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)在碳氫化合物排放減小和很少的掃氣損失情況下能夠?qū)崿F(xiàn)具有有利的混合氣制備的二沖程奧托發(fā)動機的運行。
[0005]基于開頭所述類型的方法，本發(fā)明的該技術(shù)問題解決的方式是，通過在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)控制兩個設計成低壓噴嘴的噴射嘴之一，將燃料以減小的動量噴入氣缸的燃燒室中。
[0006]通過在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)控制僅一個噴射嘴，首先在有利于避免燃料掃氣損失的時間范圍內(nèi)可以將足夠用于發(fā)動機負荷的少量的燃料噴入氣缸的燃燒室內(nèi)。因為沒有觸及與之有關(guān)的空氣掃氣損失，所以獲得在排氣管中仍不足的燃料空氣混合，這由于與催化器有關(guān)的提高的自由氧含量能夠?qū)崿F(xiàn)良好的氫-碳轉(zhuǎn)化。雖然通過兩個噴射嘴的僅一個不對稱噴入燃料，但仍可以在燃燒室中保持良好的混合氣形成和分布，因為通過低壓噴嘴以減小的動量噴入燃料。低壓噴嘴在此理解為這樣的噴射嘴，該噴射嘴被施加以小于50bar的壓力。噴入的燃料被通過溢流通道流入燃燒室的從活塞頂升起的燃燒空氣沖走并且有利地分散在燃燒室中。因此可以利用無套孔的傳統(tǒng)活塞的優(yōu)點，而不必承受在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)排放和混合氣制備方面的缺點。
[0007]為了利用用于燃料噴入的有利的壓力比，用于燃料噴入的在氣缸壁中的穿通孔位于燃燒室內(nèi)排氣通道的控制邊緣下方，使得在膨脹階段的最后僅給噴射嘴加載以較小的壓力并且謹防噴射嘴由沉淀物造成燃燒殘渣。
[0008]如實踐中已表明，對于在氣缸的燃燒室中有利的燃料分布不需要，噴嘴軸線在氣缸軸線背離排氣通道的側(cè)面上在由排氣通道確定的氣缸直徑平面中相交，以實現(xiàn)在該直徑平面中的燃料-空氣混合氣的主流動。與之相關(guān)地要注意，也可以利用排氣返回波(die ruckladende Welle)，如掃氣束在燃燒室中分散燃料。但實現(xiàn)最有利的噴入條件的方式是，燃料沿在直徑平面中彼此相交的噴嘴軸線噴入燃燒室。在這種情況下，燃料也可以通過在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)控制的噴射嘴在這樣的曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)噴入，即，在該曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，活塞頂在噴嘴軸線的交點的下方運動。
[0009]獲得特別有利的工藝條件的是，兩個噴射嘴在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)至少在相續(xù)的工作循環(huán)組中，優(yōu)選在連續(xù)的工作循環(huán)中交替地被控制，因為交替地加載噴射嘴會導致這些噴射嘴均勻的磨損。此外，積碳風險明顯下降。這與閉合的活塞套相結(jié)合地針對這種情況是重要的，即在閉合的活塞套中由于缺失的套孔很大程度上省去噴嘴尖通過曲軸箱的冷卻。此外，交替加載兩個噴射嘴導致在氣缸中更均勻的熱量分布并因此有助于對稱的掃氣。
[0010]就在將燃料噴入氣缸的燃燒室時的燃料分布而言，多孔噴嘴由于噴入的燃料可能的噴出分布帶來許多優(yōu)點，這尤其在單側(cè)地燃料以減小的動量噴入時有利地影響燃燒室中的混合氣分布。這些多孔噴嘴將燃料在小的噴入量情況下雖然施加的壓力保持相同但以明顯更小的動量噴入燃燒室，因此此處不需要壓力控制，雖然可以通過控制施加壓力實現(xiàn)根據(jù)各種需求更精確的調(diào)整。
【附圖說明】
[0011]在附圖中例示出本發(fā)明的主題。附圖示出
[0012]圖1是按本發(fā)明的二沖程-奧托發(fā)動機的在溢流通道的流出口的范圍內(nèi)的橫截面，
[0013]圖2是根據(jù)圖1的點劃線II的剖面圖，
[0014]圖3是根據(jù)圖2的點劃線II1-1II的剖面圖以及
[0015]圖4是根據(jù)圖2的點劃線IV-1V的剖面圖。
【具體實施方式】
[0016]附圖中僅表不二沖程-奧托發(fā)動機的發(fā)動機缸體的僅一個不帶氣缸蓋的氣缸I。在下死點位置中示出的活塞用2標記并且具有活塞頂3。在與排氣通道4對置的氣缸側(cè)上設有兩個關(guān)于由排氣通道4的軸線確定的直徑平面5對稱的噴射嘴6，7，它們的噴嘴軸線8在直徑平面5內(nèi)相交，即相交于交點9，該交點在所示的活塞2的下死點位置中位于活塞頂3的上方，如尤其從圖2中可知。
[0017]在僅虛線表示的氣缸I的曲軸箱10和燃燒室11之間設有相互成對對置的、關(guān)于直徑平面5對稱布置的溢流通道12，13和14，15。附加地，氣缸I具有與排氣通道4徑向?qū)χ玫淖鳛閷释ǖ?6的溢流通道，該溢流通道在噴射嘴6，7之間通入燃燒室11中，如這尤其是從圖3可見。該布置在此設計成，使得噴嘴軸線8基本上與兩個關(guān)于直徑平面5對置的氣缸側(cè)通入的溢流通道12，13或14，15相反指向，使得溢流通道的流出方向17，18沿著分別對置的噴射嘴6，7的噴嘴軸線8的方向延伸，如從圖4可知。通過該措施，結(jié)合多孔噴嘴形式的噴射嘴6，7實現(xiàn)燃料噴入的噴射錐有利的成扇狀散開、并因此實現(xiàn)在氣流內(nèi)部的燃料的細微的分布，因為由于來自分別對置的溢流通道的與燃料噴射錐相反指向的空氣流可以利用在噴入的燃料和用于燃料分布的空氣流之間的最高的相對速度。噴嘴軸線8定向為，使得噴嘴軸線的交點9在活塞2的下死點位置中并且位于活塞頂3上方，噴嘴軸線的這種定向防止用這樣的燃料濕潤活塞頂，該燃料被通過溢流通道12，13或14，15吹入燃燒室11的新鮮空氣朝氣缸蓋遠離活塞頂3地沖走，這帶來在燃燒室11中有利的燃料分布，尤其是當對準通道16的流出方向19在噴嘴軸線8的交點9上方延伸(圖3)時，因為在這種情形下來自對準通道16的新鮮空氣碰上燃料的噴射錐，之后凈化來自兩個噴射嘴6，7的噴射錐的主流，使得燃料從活塞頂3的導出已通過來自對準通道16的空氣流而被引導和輔助。燃料部分地與廢氣一起通過排氣通道4被送出的危險被這樣克服，即噴嘴軸線8的交點9位于氣缸軸線背離排氣通道4的一側(cè)上、并且因此形成的氣體流遠離排氣通道4地朝氣缸蓋沖走由噴射嘴6，7噴入的燃料。
[0018]為了可以利用用于燃料噴入的有利的壓力比，在氣缸壁中的用于將燃料噴入燃燒室內(nèi)11的穿通孔20位于排氣通道4的控制邊緣21下方，從而使得噴射嘴6，7在膨脹階段的最后僅被加載較小的壓力、并且免受由于沉淀物造成的燃燒殘渣的損害，因為通過經(jīng)由對準通道16流入的新鮮空氣和從噴嘴區(qū)域擠出的新鮮空氣使得熱廢氣達不到為此所需的積碳溫度。
[0019]在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)分別只使用兩個噴射嘴6，7之一，以便可以將足夠的少量的燃料噴入燃燒室11。為了雖然單側(cè)的控制噴射嘴6，7但可以確保在燃燒室11內(nèi)的有利的燃料分布，燃料通過被相應控制的噴射嘴6或7以減小的動量噴入燃燒室11、即在曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，在該曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，活塞頂3在交點9下方運動，使得以減小的動量噴入燃燒室11的燃料不僅未濕潤活塞頂，而且在與新鮮空氣流密切混合的情況下還被由溢流通道吹入的新鮮空氣遠離活塞頂3地朝氣缸蓋沖走，這導致在燃燒室11中的很大程度均勻的燃料分布，因為剛好由于單側(cè)噴入的燃料減小的動量在不影響燃料通過第二噴射嘴反向輸入的情況下可以提早被新鮮空氣流沖走。
[0020]這意味著，在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可以確保短的噴入間隔，不必害怕由于變差的混合氣形成和分布而提高排放。相反，在沖洗時顯著降低了燃料損失，這有利于下游的催化器，帶來在廢氣中更高的氧含量。
【主權(quán)項】
1.一種用于運行二沖程-奧托發(fā)動機的方法，該二沖程-奧托發(fā)動機具有至少一個容納活塞(2)的氣缸(I)，并具有曲軸箱(10)，所述曲軸箱(10)在氣缸(I)的通過排氣通道(4)的軸線確定的直徑平面(5)的兩側(cè)通過溢流通道(12，13，14，15，16)與氣缸(I)的燃燒室(11)流體連通，所述氣缸(I)具有兩個在直徑平面(5)兩側(cè)布置的、用于燃料的噴射嘴(6，7)，所述兩個噴射嘴(6，7)的噴嘴軸線(8)在活塞(2)的下死點位置中在活塞頂(3)的上方、并且至少大約沿分別布置在所述直徑平面(5)的對置側(cè)的溢流通道(12，14:13，15)的流出方向(17，18)延伸，其中，在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)每個工作循環(huán)僅通過噴射嘴(6，7)之一噴入燃料，其特征在于，通過在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)控制的、設計成低壓噴嘴的所述兩個噴射嘴(6，7)將燃料以減小的動量噴入氣缸(I)的燃燒室(11)中。2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過在氣缸壁中的穿通孔(20)將燃料噴入燃燒室(11)中，所述穿通孔(20)設置在排氣通道(4)的控制邊緣(21)下方。3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，沿噴嘴軸線(8)將燃料噴入所述氣缸(I)的燃燒室(II)中，所述噴嘴軸線(8)在直徑平面(5)中在氣缸軸線的背離排氣通道(4)的一側(cè)相交。4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)控制的噴射嘴(6，7)將燃料在曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)噴入，在所述曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，所述活塞頂(3)在噴嘴軸線(8)的交點(9)的下方運動。5.按權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在怠速運轉(zhuǎn)中和在低負荷運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)至少在連續(xù)的工作循環(huán)組中交替地控制所述兩個噴射嘴(6，7)。6.按權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，將多孔噴嘴用作噴射嘴(6，7)。
【文檔編號】F02D41/30GK105917106SQ201580005039
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】羅蘭.柯克伯格
【申請人】羅蘭.柯克伯格