[发明专利]具有布置在汽缸筒中的喷射装置的内燃发动机及其操作方法

说明书

本发明涉及具有布置在汽缸筒中的喷射装置的内燃发动机和用于操作所述类型的内燃发动机的方法。示例涉及一种定位在汽缸套中的燃料喷射装置。在一个示例中，汽缸包括由活塞的活塞顶、由横向界定燃烧室的汽缸筒并由汽缸盖共同形成的燃烧室。汽缸包括定位在汽缸筒中以用于燃料到燃烧室中的直接引入的喷射装置，所述喷射装置具有至少一个开口，在喷射过程期间，所述至少一个开口经配置被激活以将燃料引入燃烧室中，所述喷射装置与汽缸筒齐平地终止在燃烧室侧面处。

相关申请

本申请要求2016年7月4日提交的德国专利申请No.102016212084.0的优先权。上述申请的全部内容出于所有目的通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开涉及一种直接喷射的内燃发动机。

背景技术

内燃发动机具有汽缸体和至少一个汽缸盖，所述汽缸体和至少一个汽缸盖彼此连接以形成汽缸及其燃烧室。汽缸体作为上曲轴箱半部通常用于曲轴的安装并用于容纳活塞和每个汽缸的汽缸套筒。该活塞还可以在省略作为中间元件的汽缸套筒的情况下直接安装并引导在汽缸体的钻孔中。在本公开的背景下，汽缸套筒和孔口两者均归入表述“汽缸筒”下。

汽缸盖通常用于容纳充气交换要求的阀门驱动装置。在充气交换的过程期间，燃烧气体经由排气排放系统的排放经由至少一个出口开口发生，并且燃烧空气经由进气系统的进给经由汽缸的至少一个入口开口发生。在四冲程发动机的情况下，通常几乎唯一地使用提升阀以用于充气交换的控制。包括相关联的激活机构的阀门被称为阀门驱动装置。

安装在曲轴箱中的曲轴吸收连接杆力并将活塞的摆动冲程运动转换为曲轴的旋转运动。由汽缸体形成的上曲轴箱半部由油盘有规律地补充，所述油盘可以安装在汽缸体上并用作下曲轴箱半部。

在内燃发动机的发展中，不断地寻求最小化燃料消耗并减少污染物排放。

燃料消耗特别地在奥托循环发动机的情况下，也就是说，在火花点火内燃发动机的情况下提出了问题。此原因在于传统的奥托循环发动机的操作过程的原理。传统的奥托循环发动机以外部混合物形成和均质燃料-空气混合物操作，其中期望的动力通过改变燃烧室的充气而被设置，也就是说，通过数量调节进行设置。通过调整设置在进气系统中的节气门挡板，在节气门挡板的下游的引入空气的压力可以减小至更大或更小的程度。对于恒定的燃烧室容积，对于空气质量，也就是说数量以这种方式由引入的空气的压力进行设置是可能的。这也解释了为什么数量调节已经证明特别地在部分负荷操作中是不利的，这是因为低负荷要求进气系统中的高程度节流和大压力减小，由此导致充气交换损失随着减小的负荷和增加的节流而增加。

用于去节流奥托循环工作过程的一种方法是利用直接燃料喷射。燃料直接到汽缸的燃烧室中的喷射被视为是显著减少甚至在奥托循环发动机中的燃料消耗的合适措施。内燃发动机的去节流通过在某些限制内使用的质量调节实现。

借助于燃料到燃烧室中的直接喷射，实现分层的燃烧室充气是特别可行的，这可以显著地有助于奥托循环工作过程的去节流，因为内燃发动机可以通过分层的充气操作倾斜到很大程度，这在要喷射仅少量的燃料时特别地在部分负荷操作中，也就是说在下和中负荷范围内提供热动力优点。

直接喷射的特征在于不同类/非均匀燃烧室充气，所述不同类燃烧室充气的特征不在于均一空气比，而是通常具有稀(λ1)混合物部分和富(λ1)混合物部分。燃料-空气混合物的不同类性也是从柴油发动机处理中已知的微粒排放为何在直接喷射奥托循环发动机的情况下同样相关的原因，然而所述排放在传统奥托循环发动机的情况下几乎不显著。

对于在燃烧室中的混合物制备，具体地空气和燃料的混合以及燃料在包括蒸发的初级反应的范围内的制备，并且对于所制备的混合物的点火，有相对极小的时间可用于燃料的喷射。

所产生的置于混合物形成上的需求不仅涉及直接喷射奥托循环发动机，而且基本上涉及任何直接喷射内燃发动机，并且因此也涉及直接喷射柴油发动机。