[发明专利]内燃机及相应的运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行增压内燃机——尤其是汽车的增压内燃机——的方法。本发明此外涉及一种增压内燃机、特别是汽车的增压内燃机。

背景技术

为降低有害物质排放和/或为降低燃料消耗，一般地公开了一种排气再循环、简称AGR。排气再循环率、简称AGR率在此方面描述的是再循环的排气相对于输送到内燃机燃烧室的新鲜空气的份额，其中由再循环的排气和输送的新鲜空气所组成的混合物形成各燃烧室中的新鲜气体或新鲜充量。AGR率在此方面通常随内燃机的负荷和/或转速而变化。特别是在怠速或部分负荷的情况下产生的AGR率大于例如在满负荷时的AGR率。

排气再循环有外部排气再循环与内部排气再循环之间的区别。在传统的外部AGR中，在内燃机外部使排气从排气系统中分支出并在内燃机外部将其输送到进气系统/新鲜空气设备。AGR因此在内燃机的外部进行、因此在外部进行。与此不同的是，内部AGR在内部或者说在内燃机的内部进行。例如可以，例如通过在活塞的上止点处在气缸中保留一定的死容积，在相应活塞的作功冲程后使一般设计为活塞发动机的内燃机中的排气保留在相应气缸中。保留在气缸中的排气份额可以通过换气门的相应气门关闭时间进行改变。例如，如果排气门在进气门关闭情况下比平常提前关闭，那么保留在气缸中的排气份额增大。在这种情况下出现所谓的中间压缩。此外，可以使相应进气门提前、也就是比平常更早地打开，从而使排气朝向进气系统的方向从相应气缸排出。这种排气在接下来的进气冲程中被重新回吸并由此提高在新鲜气体中的排气份额。替代或附加地，同样可以使排气门滞后、也就是比平常更晚地关闭，使得从气缸排出的排气在下个进气冲程中就已经能再次从排气系统或从属于排气系统的内燃机区域中被回吸。上述措施可以替代地或累积地或以任意的组合形成用于实现内部AGR的可实施措施。

DE102008053243公开了一种用于使内燃机运行的方法，其中分层充气运行期间排气门在换气过程中在上止点之前关闭并且进气门在上止点之后打开。由此在换气过程中，排气被阻留在燃烧室内并在分层充气运行中得到利用。该方案是具有中间压缩的内部AGR的例子，其中排气被阻留在相应燃烧室内。

DE102009034763公开了一种以内部排气再循环来驱动内燃机的方法。在这种情况下，进气门被二次打开以便在排气冲程期间将一部分排气压入新鲜气体通道内并在进气冲程期间将该排气重新吸入燃烧室内和/或通过在进气冲程期间二次打开和关闭排气门将压入排气通道内的排气吸回到燃烧室内。该方案是内部AGR的例子，其利用相应进气门或相应排气门附加的打开过程从新鲜空气端或从排气端进行吸回。

此外——正如上面介绍的那样——原则上也可以在排气冲程中这样推移相应排气门的关闭时间点和/或相应进气门的打开时间点，使相应进气门提前打开或相应排气门滞后关闭、并因此产生从新鲜空气端或排气端回吸排气的可能性。

内部排气再循环与外部排气再循环相比的优点在于明显减少的结构空间需求。但在内部AGR时用于调节AGR率的仪器成本/复杂性明显高于外部AGR。此外，内部AGR还具有的基本特性是，内部再循环的排气具有明显高于外部再循环排气的温度，这是因为在外部AGR中基于管道长度有规律地对再循环排气进行冷却、局部还借助排气再循环冷却器、简称AGR冷却器进行冷却。该方案在低负荷和中等负荷情况下具有决定性的优点，这是因为由此支持了混合物的形成和点火、因此提高了残余气体的一致性。但在较高负荷下爆震倾向增大。