[发明专利]用于运行内燃机的方法

说明书

本发明尤其涉及一种用于运行内燃机(10)的方法。该方法包括，在活塞(18)到达上止点之前，把先导量的气体燃料优选甲烷供应到预燃室(22)中。该方法包括：使得所述预燃室(22)中的先导量的气体燃料自动点燃；在所述自动点燃之后，把主要量的气体燃料供应到所述预燃室(22)中；并且通过所述预燃室(22)中的由自动点燃的先导量引起的条件，点燃主要量的气体燃料。本发明能实现，使得内燃机完全以甲烷或另一种气态燃料运行，确切地说，通过先导量的压缩自动点燃来运行。

技术领域

本发明涉及一种用于利用气体燃料运行内燃机、优选单燃料内燃机的方法。本发明还涉及一种内燃机和一种带有内燃机的机动车。

背景技术

为了运行气体燃料内燃机，可以采用所谓的HPID方法(高压直接喷射)。在该燃烧方法中，需要甲烷作为气体燃料和柴油作为液体燃料。在此，甲烷和柴油分开地被引入喷射器中。首先在上止点区域中喷入大约3mg至10mg柴油的先导物质。由于柴油的特性(点火温度低)，立即发生燃烧。这样就产生了局部的明显的温度升高。然后在第二步骤中喷入主要量的甲烷。通过先前的温度升高，甲烷也立即发生燃烧。

这种方法的缺点是，仍需要柴油燃料，由于柴油燃料，明显提高了系统的复杂性，并且无法充分发挥二氧化碳减排的潜力。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种替代的和/或改善的用来以气体燃料运行内燃机的技术。

该目的通过独立权利要求1的特征得以实现。有利的改进在从属权利要求和说明书中给出。

本发明提出一种用于运行内燃机、优选单燃料内燃机的方法。该方法包括，通过使得活塞在主燃烧室中朝向活塞的活塞运动上止点运动，对在内燃机的主燃烧室和预燃室(预燃烧室)中的供应空气予以压缩。该方法包括，在活塞到达上止点之前，把先导量的气体燃料(气态燃料)优选甲烷(天然气)供应到预燃室中。该方法包括，使得预燃室中的先导量的气体燃料自动点燃。该方法包括，在自动点燃之后，把主要量的气体燃料供应到预燃室中，并且通过预燃室中的由自动点燃的先导量引起的条件，点燃主要量的气体燃料。

本发明能实现，使得内燃机完全以甲烷或另一种气态燃料运行，确切地说，通过先导量的压缩自燃来运行。为了点燃气体燃料，无需柴油燃料等，比如在HPDI方法中那样。先导量的自动点燃导致预燃室中的温度升高和压力提高。由此可以点燃随后供应的主要量的气体燃料。主要燃烧本身可以相应于或类似于柴油燃烧方法。

有益地，在时间上在先导量之后且与其间隔开地供应主要量。

在一个实施例中，以大于或等于大约20、21、22或23的压缩比进行压缩。已发现，对于具有预燃室和主燃烧室的给定系统，在压缩比约为23时，可以在预燃室中相对可靠地达到甲烷的点燃温度，确切地说，明显在压缩冲程中活塞达到上止点之前，并且是针对内燃机的全部负载状况。

在另一实施例中，由在大约0.5mg和大约3mg之间、优选在大约0.5mg和大约2mg之间的气体燃料的先导物质得到先导量。已发现，气体燃料的所述最小量可以足够保证先导量的可靠自燃。

在另一实施例中，先导量经过选择，从而在预燃室中产生在大约0.5和大约1.6之间的燃烧空气比。由此可以在预燃室中存在能自动点燃的可燃混合物。

在一个实施方式中，先导量的供应进行大约50μs和大约200μs之间的时长。已发现，这么短的时长就已经能够足以供应小的先导量。短暂的时间窗口能实现特别准确地到达所希望的点燃时间点。

在另一实施方式中，先导量的供应在上止点之前大约40°KW(曲轴角度)与上止点之前大约10°KW之间的范围内进行。已发现，该曲轴角度范围是特别合适的。一方面，可以在先导量与压缩空气之间进行良好的混合。另一方面，在供应主要量之前的时间点进行自燃和随后的放热的反应。因此在供应主要量的时间点，在预燃室中已经存在足以点燃主要量的条件。