[发明专利]轴向活塞发动机以及用于操作轴向活塞发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有燃烧室的轴向活塞发动机。本发明还特别涉及一种轴向活塞发动机，其具有利用陶瓷组件来绝缘的燃烧室。本发明还涉及一种进行连续燃烧的轴向活塞发动机，在该连续燃烧中从燃烧室流出的工作介质经由至少一个点火通道被相继地供应到至少两个工作汽缸。本发明最后还涉及用于操作轴向活塞发动机的方法。

背景技术

一般的轴向活塞发动机及方法例如公开在EP 1035310A2中，因此已经是现有技术中已知的。

发明内容

本发明的目的在于提供具有优化效率的轴向活塞发动机。

作为第一个解决方案，提出了一种轴向活塞发动机，其具有以两级燃烧方式工作的燃烧室。提出以如下方式构建燃烧室，即要使得燃烧室可以两级燃烧方式进行工作，这一事实意味着燃料中存在的化学能在根据本发明的轴向活塞发动机中可被更加有效地使用或转化成可用能量，结果使得该轴向活塞发动机的效率得到了提高。

为此，如果燃烧室具有两个区域(燃料和/或空气被喷射进这两个区域)，则从设计的观点来看是尤其有利的。在这种情况下，燃料和空气可被一起或者独立地喷射进燃烧室的不同区域内。

就此而言，特别地，一个优选实施例所提供的燃烧室具有第一区域，燃烧空气的一部分被引入第一区域内，并且预备喷嘴将相应量的燃料喷射到第一区域内。燃料在预备喷嘴中已经混合有非常小部分的燃烧空气从而已经为燃烧作好了准备，燃烧过程因这样的预备喷嘴以及因额外供应燃烧空气，而被特别有效地启动，结果燃料的燃烧在总体上可进行得更加有效。

尤其有利的是，被引入第一区域作为额外部分的燃烧空气部分要小于总燃烧空气的50％，优选小于15％，特别是小于10％。如果燃烧空气部分处于这样的限制之内，那么就因此可以利用两级燃烧来改善燃料的燃烧。

如果轴向活塞发动机具有主喷嘴和辅助喷嘴，则特别地，燃料可被特别充分地喷射进轴向活塞发动机的燃烧室。根据燃料或者相应燃料/空气混合物的燃烧配置不同，燃料/空气混合物也可借助于这种主喷嘴被喷洒进燃烧室。该主喷嘴从而确保燃料的实质部分沿限定的前进方向进入轴向活塞发动机的燃烧室，而一定部分的燃料或燃料/空气混合物通过辅助喷嘴进入燃烧室，该部分燃料或燃料/空气混合物可用于例如后燃烧、预备或调温之类的支持性目的，该辅助喷嘴可被构造成例如作为预备喷嘴。

特别地就此而言，本发明的目的通过具有燃烧室的轴向活塞发动机也得以实现，其中可用主喷嘴将燃料喷射进入所述燃烧室并且可用预备喷嘴将混合有空气的燃料喷射进入燃烧室。实际上，可有利地利用这种预备喷嘴将任何期望的燃料/空气混合物喷射进燃烧室，而理想地，仅燃料是用主喷嘴喷射的。轴向活塞发动机的效率通过这种分配得到了提高。如果对于应用是有利的，那么也可提供多于一个的预备喷嘴。特别地，实现上述优点可独立于两级燃烧或具有两个区域的燃烧室的使用。

如果主喷嘴被对准成平行于燃烧室内的主燃烧方向，则燃料可以如下方式被特别充分地喷射进入燃烧室，即，要使得燃料可被点燃并且格外有效地燃烧。如果燃料被喷射出主喷嘴并沿主燃烧方向进入燃烧室，则点燃的或燃烧的燃料/空气混合物可特别通过整个燃烧室并且带着较高的动能经由点火通道被进一步引导出燃烧室并进入轴向活塞发动机的工作汽缸。这样，燃料或燃料/空气混合物可被快速地供应到轴向活塞发动机中实施其工作的区域，例如汽缸。

如果主喷嘴被对准成与燃烧室的对称轴线共轴，则也是有利的，其中该对称轴线与燃烧室内的主燃烧方向平行。如果主喷嘴被对中地放置在燃烧室的对称轴线上，则发生的相应实质性燃烧要使得然后也可按照相应地对称的方式将燃烧气体从燃烧室去除以便另外使用，即使是在通过辅助或预备喷嘴供应了不能如此大部分地通过的其他成分的情况下亦是如此。

一个有利的实施例提供了预备喷嘴，使其以一个角度与主喷嘴对准。从而，主喷嘴和预备喷嘴均可被有利地设置在燃烧室内的狭窄空间内且被连接。

如果预备喷嘴的喷射方向与主喷嘴的喷射方向相交，则是进一步有利的，其使得通过主喷嘴被喷射进入燃烧室的燃料以及通过预备喷嘴被喷射进入燃烧室的燃料/空气混合物可例如在预备室的预燃室的区域内发生特别充分的涡旋混搅，并混合在一起。

为了能够将燃料从主喷嘴以及将燃料/空气混合物从预备喷嘴引入燃烧室，如果主喷嘴和预备喷嘴均指向轴向活塞发动机具有的预备室并且该预备室通向主燃烧室，则是有利的。因此，总是能确保来自主喷嘴的燃料以及来自预备喷嘴的燃料/空气混合物可在进入燃烧室的第二区域(例如进入燃烧室的主燃烧室)之前充分地混合。