[发明专利]用于活塞式内燃机的燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于活塞式内燃机、尤其是柴油内燃机的燃烧方法，所述内燃机的燃料喷射系统采取提前喷射的方式工作。此外本发明还涉及一种借助这种燃烧方法来工作的活塞式内燃机。

背景技术

由DE3736630A1已知一种用于活塞式内燃机、尤其是柴油内燃机的燃烧方法，其燃料喷射系统采取提前喷射的方式工作。基于这样的事实，即特别是柴油内燃机必须以相对低的压缩比并且以十六烷值相对低的燃料进行工作，因此在冷启动阶段存在点火问题，这会导致高噪音和有害物质排放。通过建议的燃料喷射与提前喷射以及外源点火的结合，在柴油内燃机的整个运行范围内实现安全和准确限定的点火条件，而这能够降低噪音和有害物质排放。

由EP0534491A2已知一种燃料喷射控制系统，它尤其旨在简化柴油内燃机的启动。燃料喷射控制系统与信号同步地向燃烧室喷射燃料前期喷射流，该信号显示柴油内燃机的曲轴的角度位置。当燃料前期喷射流喷射完毕后，燃料喷射控制系统喷射燃料主喷射流，它的量大于喷射的燃料前期喷射流。即使当转速较低并且经受特别是在冷启动阶段中经常出现的大变化时，燃料喷射控制系统也会可靠地将燃料前期喷射流在一个希望的时间点喷射入燃烧室中。但是在冷启动阶段，不仅是在燃料主喷射流之前喷射燃料前期喷射流，同时还要点火，以便在燃烧室中产生可易燃的、可触发的状态。因此随后喷入的燃料主喷射流能够通过燃烧室中的触发状态来点燃，这样可以可靠安全地启动柴油内燃机，尤其是可在冷启动阶段降低噪音和有害物质排放。

柴油内燃机通常具有气缸峰值压力相对较高的基本缺点。为避免这一缺点，在某些情况下选择较低的压缩比，但是这又会导致一个缺点，即在冷启动阶段和部分负荷时由于随后的点火延迟特别高会出现困难，这一方面会导致噪音的产生，另一方面未燃烧的碳氢化合物会导致有害物质的高排放。但是当使用的燃料点火性能不良时，在正常运行时也会出现类似的问题。缩短点火延迟的一个有效的方法是，在原本的主燃料量之前提前喷射一定量的燃料以及进行预燃，这样能够明显提高气缸中的压力和温度水平，由此可创造更好的点火条件。

发明内容

因此本发明针对的问题是，为燃烧方法和这类活塞式内燃机提供一种改进的或至少可选的实施方式，其特点主要是，即使在环境温度低且燃料质量不好时也能可靠地启动。

根据本发明，通过独立权利要求的内容来解决这一问题。从属权利要求的内容是有利的实施方式。

本发明基于这样一个总体思想，即在活塞式内燃机的以燃料提前喷射方式运行的燃烧方法中，在冷启动阶段在达到活塞的上止点之前进行两次提前喷射，也就是在上止点之前约25°曲柄角（KW）时的第一次提前喷射以及在上止点之前约5°曲柄角（KW）时的第二次提前喷射。不同于至今为止已知的燃烧方法，根据本发明规定了单次提前喷射之间的受限制的曲柄角间隔，而不是像在至今为止的燃烧方法中那样规定固定的时间间隔。在止点之前约25°KW时的第一次提前喷射以及两次提前喷射的点火都提高了燃烧室中的压力和温度，这明显改善了主喷射的混合物形成条件，此外还降低了点火延迟，这样就能对喷射的燃料量进行明显更好的转化与应用。在此，在单次提前喷射之间需保持约为20°KW的曲柄角间隔α，且在第二次提前喷射和主喷射之间需保持约为5°KW的曲柄角间隔β，且与转速无关。但是根据现有技术已知的燃烧方法中通常都保持固定的时间间隔，但是这在混合物形成方面由于点火延迟而存在困难。通过单次提前喷射之间以及第二次提前喷射和主喷射之间固定的约20°KW和5°KW的曲柄角间隔，可总体上与转速关无地进行提前喷射，因为第一次提前喷射总是在上止点之前约25°KW时进行，而第二次提前喷射在上止点之前约5°KW时进行。在根据本发明的燃烧方法中尤其缩短了冷启动阶段，由此缩短了启动时间，同时在冷启动阶段和部分负荷运转中且尤其是怠速运转时降低了噪音和有害物质排放。