[发明专利]内燃机和运行内燃机的方法

说明书

本发明涉及一种用于驱动机动车的内燃机。内燃机具有发动机缸体和与发动机缸体连接的气缸盖。在内燃机中构造有燃烧室，在其中与曲轴通过连杆连接的活塞可移动并且压缩燃烧用空气混合物。在气缸盖上布置有至少一个具有燃料喷嘴的燃料喷射器，通过燃料喷射器燃料可以被喷入内燃机的燃烧室中。在此，燃料喷嘴具有多个喷口，这些喷口布置在燃料喷嘴的第一孔节圆和第二孔节圆上。此外，本发明还涉及一种运行这种内燃机的方法，在第一运行状态中，在低负荷下以较高的压缩比运行内燃机，并且仅通过燃料喷嘴的第一孔节圆上的喷口将燃料喷入燃烧室中，并且在第二运行状态中，在高负荷下以较低的压缩比运行内燃机，通过两个孔节圆的喷口将燃料喷入燃烧室中。

技术领域

本发明涉及一种内燃机和一种运行内燃机的方法。

背景技术

现代内燃机、尤其燃料直喷的柴油机的压缩比对内燃机的效率以及排放有决定性的影响。此外，冷启动性能以及废气再处理部件的加热取决于内燃机的压缩比。因此，在由现有技术已知的具有恒定压缩比的内燃机中的压缩比一直是不同要求之间的折衷。

此外已知具有可变压缩比的内燃机，其中，可以使压缩比适应内燃机的运行状态。由专利文献WO 2016/016 194 A1已知一种具有可变压缩比的内燃机，其中，为了改变压缩比相应地调整连杆长度，从而活塞在上止点根据希望的压缩比与气缸盖处的燃烧室边界间隔距离。此外，专利文献WO 2016/016 194 A1还涉及一种运行内燃机的方法，其中，可调节的压缩比至少在内燃机的运行期间可改变，并且附加地，至少一个另外的发动机部件与压缩比的变化相协调。

然而已知方法的缺点是，单单调整压缩比不会使内燃机处在最佳的运行状况中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，改善内燃机的冷启动能力并且同时提高热力学效率以及减小排放。

所述技术问题按照本发明通过一种内燃机解决，所述内燃机具有发动机缸体和气缸盖，其中，内燃机包括至少一个燃烧室，在所述燃烧室中布置有用于压缩燃烧用空气混合物的活塞。在此，在气缸盖中布置有至少一个燃料喷射阀、优选高压喷射系统的燃料喷射器，所述燃料喷射阀包括燃料喷嘴。所述内燃机具有可变的压缩比，该压缩比在内燃机的运行中可改变。燃料喷嘴具有多个喷口，所述喷口布置在两个不同的孔节圆上。通过多个孔节圆上的不同的喷口结合内燃机的可变压缩比可以满足对排放少的、最大效率的发动机运行的日益提高的要求并且可以克服现有技术中已知的缺点。

在本发明的优选的设计方案中规定，第一孔节圆的喷口具有比第二孔节圆的喷口更平的喷射角度。喷口的布置方式在此优选如此选择，使得第二孔节圆的喷束锥处于第一孔节圆的喷束锥之间。这意味着，从下方或上方观察燃料喷射阀，第二孔节圆的喷口以小于20°的角度偏离第一孔节圆的两个相邻的喷口之间的角平分线，并且特别优选相对该角平分线对称地布置。通过平坦的喷射角度可以将较小的喷射量对准目标地引入活塞的燃烧凹坑中，从而被引入的燃料不会或仅较少的量击中低温的燃烧室壁部或活塞。在此，可以实现燃料的高效转化，同时排放较少。

在内燃机的另外的改良方案中规定，第一孔节圆的喷口具有比第二孔节圆的喷口更小的直径。在此，当负荷增大时可以相应地调整喷射量，从而较小量的雾化与引入较大燃料一样可以获得较高的功率值。

在本发明的有利的实施方式中规定，第一孔节圆上的喷口的数量大于第二孔节圆上的喷口的数量。在此，第一孔节圆具有优选至少三个、特别优选四个均匀分布在燃料喷嘴周向上的喷口，同时第二孔节圆具有少于第一孔节圆的优选至少一个喷口、特别优选正好两个喷口，这两个喷口优选以180°在燃料喷嘴的周向上彼此间隔。在此，第二孔节圆的喷孔的总通流量是第一孔节圆的喷孔的总通流量的50％至400％、特别优选地在第一孔节圆的通流量的70％至200％的范围内。通过第一孔节圆上的相对较多的较小的喷口可以实现良好的雾化和燃料在燃烧室中的均匀分布，由此可以减小碳烟形成的趋势。