[发明专利]用于操作内燃机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作在一个或几个气缸停用的情况下运行的内燃机的方法。特别地，本发明涉及一种用于操作在既有气缸起作用又有气缸停用的情况下运行的柴油机的方法。

背景技术

内燃机废气后处理系统通常需要在一定温度区间内操作。有时候，内燃机运行状态是这样的，即废气温度太低，以致废气后处理系统不能适当地工作。一般地，这是在柴油机低负载运行状态期间会出现的问题。

升高废气温度的一种方法是使用设置在排气侧以增大内燃机负载的气体限流器(gas restrictor)，或使用设置在进气侧以减少进入气缸的空气量的气体限流器。然而，该方法存在一些缺点：在前面的情况下，它导致燃料消耗增大，而在后面的情况下，至少对于柴油机来说，它可能导致不发火并且通常需要新的部件。

如在例如US6668546中所描述，在冷起动和低负载运行状态期间升高废气温度的另一种方法是通过中断对一个或几个气缸的燃料喷射来停用这些气缸并增加在保持起作用的气缸中喷射的燃料量。这样，起作用的气缸的废气温度将升高。当某一气缸被停用时，如果以与操作起作用的气缸的气门相同的方式操作该被停用汽缸的气门，则冷空气将从进气侧经过该气缸流到排气侧。该冷气流将降低废气温度。如果利用气缸停用的概念，则防止或至少减小经过停用气缸的冷气体(空气)的流量是重要的。

对柴油机的这个问题的传统解决方案是使停用气缸的进气门停用，以使它们保持关闭。能够通过一般称为“空动(1ost motion)”型可变气门运动的布置来实现该效果。因为甚至不允许冷空气进入气缸，结果防止了冷空气流过气缸。该解决方案的效果是停用气缸中的压力在内燃机循环周期中，特别是在进气冲程的结尾/压缩冲程的开始、以及在膨胀冲程的结尾(在排气门打开之前)时变得非常低。该效果存在如下缺点，即至少当活塞相对接近其下止点(BDC)位置时，气缸压力变得低于曲轴箱气体压力，这引起曲轴箱气体将从曲轴箱转移到气缸的危险。曲轴箱气体包含油，如果油转移到气缸，则油随后将被吹出到废气后处理系统并引起排放等级的增大和催化转化器的劣化。另外，这导致内燃机润滑油的消耗增加。油转移到气缸的危险对于通常没有配备适于防止曲轴箱气体转移的活塞环的柴油机来说尤其是个问题。

US6161521公开了避免奥托循环内燃机(Otto-engine)的空气通流(through-flow)的另一种变型，在该变型中，在所有气缸同时停用的所谓减速燃料切断(DFSO)期间，使用凸轮轴正时来控制气门，从而控制气流。然而，该变型不容易应用于柴油机，这是因为当活塞处于上止点(TDC)位置时，通常不能将凸轮轴的相位调节到与气门完全打开时或至少打开到很大程度时的程度相同的程度，因为该程度将会导致气门与活塞之间的干涉。在压缩比比奥托循环内燃机高得多的情况下工作的柴油机中，在处于TDC的活塞上方的距离短得多。此外，从US6161521中不清楚在假定一些气缸起作用的情况下，将怎样应用该原理。

根据上述内容，存在对防止气流经过内燃机、特别是关于柴油机的停用气缸方面进行改善的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的用于操作在一个或几个气缸停用的情况下运行的内燃机的方法。通过包含在权利要求1中的技术特征实现了该目。从属权利要求包含本发明的有利实施例、进一步的改进和变型。

本发明涉及一种用于操作内燃机的方法，所述内燃机包括多个气缸，气缸中的每一个都具有：至少一个第一类型的气门，进气门；和至少一个第二类型的气门，排气门。所述气门布置在气缸的端部中，所述气缸中的每一个还具有可移动地布置在其中的活塞，所述活塞适于在第一端位置和第二端位置之间往复运动，其中第一端位置比下端位置更靠近气门，所述内燃机适于通过减少至少一个气缸的燃料供应来允许所述至少一个气缸停用，所述内燃机还适合允许改变进气门和/或排气门的打开时间。本发明的特征在于所述方法包括下列步骤：与气缸起作用时的至少一个气门类型的打开时间相比，延长停用气缸的所述至少一个气门类型的总打开时间，总打开时间的所述延长执行成使得所述类型的至少一个气门在第一内燃机冲程期间以及在连续的第二内燃机冲程期间至少部分地打开，在第一内燃机冲程中，活塞沿朝着其第二端位置的方向移动，在第二内燃机冲程中，活塞沿朝着其第一端位置的方向移动。