[发明专利]燃烧方法以及内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的具有用于直喷式内燃机的自燃的燃烧方法。此外，本发明还涉及一种具有权利要求11前序部分所述特征的尤其用于机动车的内燃机，用以实施这样的燃烧方法。

背景技术

由文献DE 10 2006 020 642 A1已知一种用于实现这样的燃烧方法的自燃/压燃的内燃机。为此，该内燃机具有至少一个气缸，其燃烧室在侧面由气缸壁界定、轴向地在一侧由气缸盖界定而轴向地在另一侧由在所述气缸中可行程调节的活塞界定。气缸壁界定气缸的纵中轴线。此外，内燃机的每个气缸包括一个喷嘴，其与燃烧室同轴地或与气缸盖中的纵中轴线基本上同轴地布置。在此，相应的活塞设计为级式活塞，所述活塞具有环形环绕的、相对于环形环绕的活塞顶轴向地深入布置在所述活塞中的活塞级，所述活塞级通过环形环绕的分束轮廓过渡到相对于活塞级轴向地深入布置在所述活塞中的活塞凹坑。相应的喷嘴这样设计，即使得该喷嘴对于一个燃烧过程同时地可以将多个喷束星形地喷射到燃烧室中。在已知的燃烧方法中，喷束在所述分束轮廓上被分别分为第一分量以及第二分量，所述第一分量基本上进入到所述活塞凹坑中，所述第二分量基本上通过所述活塞级朝活塞壁和气缸盖的方向传播到活塞顶上。通过所述第一分量和所述第二分量分别形成第一和第二燃烧锋面。此外，相应的喷束在碰到活塞级中的分束轮廓之后分别分为第三分量，所述第三分量从相应的喷束开始基本上在两侧在圆周方向上以相反的方向沿所述活塞级传播。在燃烧方法的进一步过程中，在圆周方向上相应的第三分量分别在活塞级内的两个相邻的喷束之间相互碰撞并且被径向向内偏转。该第三分量的构成和引导通过喷束碰撞到分束轮廓和活塞级上产生。由于离开活塞级的第三分量而形成第三燃烧锋面，其基本上径向传播到在圆周方向上构成在两个相邻的喷束之间的间隙中。这样的燃烧方法也可以称为“3正面燃烧方法”，这是因为在燃烧室中分别对于每个喷束在空间上基本上有三个燃烧或火焰正面传播。

因为燃烧锋面有效地利用了燃烧室中可用的空间，所以通过已知的燃烧方法将燃烧室中可用的新鲜气体或新鲜气体-废气-混合物利用到一个高的程度，这尤其大幅降低了在燃烧过程期间的碳烟的形成。此外，通过相对于两个第一燃烧锋面在时间上延迟地燃烧的第三燃烧锋面降低了局部峰值温度，从而降低了氮氧化物的形成。

为了构成第三燃烧锋面，在活塞级中的相邻的喷束的第三分量以大的冲量相互碰撞。第三分量的冲量由第三分量的质量与其速度的乘积得出。如果第三分量的冲量足够大，那么第三分量在其在活塞级中的相互碰撞中从由活塞级撑开或打开的空间偏转到燃烧室中。在此，相应的共同偏转的第三分量可以构成第三燃烧锋面，该第三燃烧锋面基本上沿纵向中轴线的方向在相应的喷束之间定向。有利地借助于第三燃烧锋面在燃烧室中产生高的旋流，从而使得对于导回到燃烧室中的废气的相容性上升，由此可以借助于在燃烧室中提高的AGR-份额进一步降低氮氧化物排放。然而在已知的燃烧方法中仅可以提供小的时间窗口或仅可以提供小的曲轴角，以便将在分束轮廓上的喷束分为最优大小的三个分量，从而仅在小的负荷和转数范围中存在用于形成第三燃烧锋面的最优的条件，由此相对于传统的柴油燃烧尤其不可以以期望的程度降低碳烟排放。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，对于自燃的燃烧方法或对于为此适合的内燃机提出改进的实施形式，该实施形式的突出之处尤其在于将引入的燃料改进地分为三个分量。由此可能的是，可以比迄今更长时间地在活塞向下移动的情况下保持燃烧方法。

该技术问题在本发明中尤其通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施形式是从属权利要求的主题。