[发明专利]用于操作柴油燃料的DME内燃发动机的方法及其机动车辆

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作设计为燃烧用柴油的DME代替用DME的内燃发动机的方法，以及涉及一种具有DME内燃发动机的机动车辆。

背景技术

DME(二甲醚)是第二代生物柴油，可以以类似于用于火花点火发动机的液石化油气的方式处理DME，但用55至60之间的十六烷数，它最适合于柴油发动机。DME可以从生物质中生产，并且然后除了用于制造它的工艺以外DME是CO₂-中性。凭借它的小分子大小，DME在发动机内非常安静地燃烧并且最重要的是具有低水平的污染物。为了能够操作用仅具有石化柴油燃料的一半的热值的DME的传统柴油发动机，必要的是相应地修改喷油嘴和发动机控制软件以及需要具有相应地较大体积的压力罐。

基于上述理由，DME已经证明是有吸引力的石化柴油燃料的替代燃料。然而，DME燃料是不可随处可得的。因此，在必要时，最好也能够操作用石化柴油燃料的DME内燃发动机。因为DME和石化柴油燃料的物理性质没有太大不同，所以这基本上不是不可能的。这将可以想到修改发动机控制软件，以及如果有必要的话，还以这样的方式修改喷油嘴：如果碰巧不可能用DME补给燃料，则至少紧急模式用石化柴油燃料是可能的。然而，在内燃发动机——其配置仅仅用于柴油燃料以及效率可能遭受影响，即柴油燃料的给定量可能提供比纯柴油发动机更低的机械功率——的情况下，在同样的低水平的污染物的情况下燃烧柴油燃料将是不可能的。相反，相对于机械功率将趋向于产生更多热能，其不仅降低了效率而且可以在冷却系统上放置过重负担。

发明内容

本发明是基于能够操作设计为燃烧用柴油燃料的DME燃料代替用DME燃料的内燃发动机而不必接受上述缺点的目的。

这个目的根据本发明通过具有以下技术特征的方法和机动车辆和实现。

本发明的有利发展在以下技术方案中详述。

根据本发明，如果内燃发动机用柴油燃料操作，则只有内燃发动机的一些汽缸供给燃料，而其它的被关闭。

也就是说，用柴油燃料的操作主要通过汽缸关闭成为可能。汽缸关闭本身是已知的，并且允许多汽缸内燃发动机的燃料消耗减少。为了这个目的，在低功率需求的情况下，向可以由一个或多个汽缸组成的汽缸组燃料供给被中断。此外，空气供给可被中断，例如，通过停用关闭汽缸的阀，以便避免气体交换损失，但也有针对该情况的其他解决方案。

在本发明中，汽缸关闭优选不仅在相对低的功率需求的情况下而且在相对高的功率需求的情况下发生，其中该相对高的功率需求大于传统汽缸关闭将要结束并且所有的汽缸将被点燃时的功率需求。也就是说，本发明中内燃发动机在汽缸关闭模式中比在传统汽缸关闭的情况下更频繁，优选甚至连续。

然而，可以提供允许多个汽缸或所有汽缸在非常高的功率需求的情况下点燃。也可以想到当功率需求增加时相继增加点燃的汽缸的数量。

例如，如果内燃发动机具有四个汽缸，则当内燃发动机正在用柴油燃料操作时，优选两个或三个汽缸不供给燃料。这很好地对应了与柴油燃烧相比，在DME燃烧的情况下的DME的相对低的热值和相对低的喷射压力。点燃汽缸的喷油嘴——其用于DME燃烧时必须比用于柴油燃烧时大——因此可以注入与用于每个给定的功率需求的DME燃烧的情况下大约相同量的柴油燃料。也就是说，与给定相同的功率需求的DME模式中将被馈送的大约相同量的燃料(根据体积或重量，具有相应高的热值)可以每个循环被馈送到每个供给柴油燃料的汽缸。这样，点燃的汽缸可以趋向于在低排放的污染物和在负载范围内良好的效率水平的情况下运行。

即使设计成燃烧DME燃料的内燃发动机用柴油燃料代替用DME燃料运行，这也允许符合适用于柴油发动机的排气标准。用柴油燃料操作因此是可能的，不是仅仅作为纯应急——其然后必须被尽可能快地结束，而是可以继续比应急允许的显著更长。只是必须预期的是稍微较差的平稳运行。

如果内燃发动机用DME燃料操作，则优选内燃发动机的所有汽缸被供给燃料，然而，在DME模式期间，将还可能执行汽缸关闭。然而，这将可以比在柴油模式中的汽缸关闭更早结束，也就是说，它仅仅在相对低的功率需求期间发生。

具体实施方式

示例性实施例的描述如下。

四缸机动车辆柴油发动机设计为燃烧DME燃料，其中喷射阀和——如果合适的话——喷射泵交换具有相对大的射出量的类似物，并且发动机控制软件进行适当的修改。发动机安装在具有适合于DME燃料的罐的机动车辆中。