[发明专利]内燃机中的喷射方法和用于控制喷射过程的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用于具有燃料直接喷射的内燃机的喷射方法，以及用于控制燃料喷入内燃机燃烧室的装置。

背景技术

在具有燃料直接喷射的内燃机中，在全载荷范围内除了用于燃烧所需的驱动燃料量外还喷入用于冷却在相应的气缸的燃烧室中的废气的燃料。在高载荷运行时喷入的这种所谓的冷却燃料称之富化(Anfettung)，并且用于保护在内燃机的废气管路中设置的结构部件，如排气阀、弯头、催化器等免受过热之害。在内燃机运行时必须在压缩行程和紧接着的点火之前在150°到200°的曲轴角度范围内在一个吸气行程内的喷射时间窗内喷入由驱动燃料量和冷却燃料量所组成的总燃料量。

通常按照在额定转速时，例如每分钟6000转的满负载的运行点-这相应于额定功率-时的静态流量来设计将燃料直接喷入到气缸的燃烧室中的喷射阀(喷射嘴)。换句话说，喷射阀是如此设计的，即在上述喷射时间窗之内全部喷射完在点火前需要喷入的最大喷射量，包括冷却燃料量。特别是在具有增压装置(它要求更高的喷射量)的内燃机中产生了高的需要的最大流量值，作为静态流量。

另一方面，当内燃机空运转时，并且当催化器加热运行时只喷入很少量的燃料量。所述很少量的燃料量必须精确地调节，以避免运行不稳定。然后，这个计量范围，也就是最大可计量的燃料量和最小可计量的燃料量的关系，也叫做Dynamic Flow Range(DFR-动态流量范围)变得很大。然而必须很费事地才能实现这种具有大的计量范围的喷射阀。

特别是在技术上要求在具有高的静态流量的喷射阀中要保证在小燃料量时能精确地计量燃料。通常在不同结构类型的常规的喷射阀中相应的计量范围和静态流量几乎无关，也就是说，在大的静态流量时最小可计量的最小流量地增加。这在具有高的增压度(高的增压压力)的增压的内燃机中经常会导致在计量小的燃量时出现问题，其中，在所述的增压的内燃机中要求在静态的流量和最小可调节的流量之间具有高的扩张度。特别是为了产生扭矩通过喷入太多的燃料量会再现燃料气体混合物的过富。在这种情况中燃料可能汽化不完全，这样，液态燃料的燃烧导致炭黑形成的提高。

德国公开文献DE 10 2007 020 964A1公开了一种用于内燃机气缸均衡调节(gleichstellung)的方法。在这种方法中为了达到尽可能好的平稳运行使得单个的气缸在它们的扭矩贡献方面被均衡调节。为此规定了一种补充喷射，从而扭矩中性地将燃料喷射到气缸中，其中，是如此地计量这个补充喷射，即废气基本相应于化学计算的空气/燃料混合物。

因此本发明的任务是提供一种在高载荷运行时在如此所述的富化运行中用于触发喷射阀的方法，在这种高载荷运行中喷入用于冷却燃烧废气的冷却燃料量，其中，相对于现有技术的喷射阀所述喷射阀具有减小的静态流量。

发明内容

这个任务通过一种按照权利要求1所述的用于控制喷射到内燃机中的方法和按照并列的权利要求所述的发动机系统的装置得以完成。

在从属权利要求中对其它有利的方案进行了说明。

根据本发明的第一方面，本发明规定了一种在内燃机中，特别是在具有燃料直接喷射的汽油中用于控制喷射的方法。在一个工作循环中，在该工作循环的一个燃烧节拍之前将驱动燃料量-即用于通过内燃机提供所希望的扭矩所需的燃料量-喷射到内燃机的气缸中，其中，除了驱动燃料量以外在工作循环中还喷入冷却燃料量，这个冷却燃料量是用于冷却燃烧废气的燃料量，其中，至少部分的冷却燃料量是在燃烧节拍中的燃烧过程之后，和/或在工作循环的一个直接后续的排气行程中喷入。

本发明的构思在于将应喷射的总的燃料量的喷射分成两个喷射时间窗。在第一喷射时间窗期间-这个时间窗基本上是在进气行程内，在这个进气行程中通过空气输入系统将空气吸入到气缸的燃烧室中-喷入驱动燃料量，这个燃料量是用于燃烧，也就是用于力矩的形成所需要的。第二喷射时间窗设置在这样一个时间间隔内，即它以燃烧结束开始，并且在排气阀打开前结束，或者在排气行程中的一个时间间隔内，而排气阀是打开的，或者在这样一个时间间隔中，即该时间间隔在燃烧节拍中开始，在排气行程中结束。在第二时间窗期间在补充喷射时只扭矩中性地喷射用于富化运行，也就是用于冷却燃烧废气的燃料。在第二时间窗期间可全部喷射冷却燃料量，或者也可代替地在第一喷射时间窗期间喷入冷却燃料的一部分，其余部分可在第二喷射时间窗期间喷入。