[發明專利]用于汽車的發動機裝置

無效

• 申請號: 201110261991.5
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102383999A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: T.米勒
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F02N19/02
• 分類號: F02N19/02;F02N19/10;F01P5/10;F01P11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

技術領域

本發明涉及一種具有燃料直噴式內燃機的發動機裝置。此外，本發明還涉及一種用于在啟動之前或期間和/或在暖機時加熱內燃機的方法。

技術背景

更加嚴格的排氣標準和與之相應的法律法規規定，內燃機的廢氣質量要越來越好并且對環境的不利影響要越來越小。相應于在廢氣和廢氣成分以及炭黑顆粒或類似的含在燃燒廢氣中的物質的許用極限值方面增加的要求，汽車制造商和發動機開發商要持續不斷地進一步優化內燃機的燃燒過程。

業已表明，在內燃機溫度較高時才開始燃燒可以得到有利的原始排放成分。在內燃機啟動或暖機階段中，也就是說從啟動時刻到達到預定的一般在約90℃至105℃內的工作溫度，例如燃料的混合不能達到最佳。因此特別在內燃機啟動或暖機階段中，可能超出在內燃機廢氣中包含的化學物質和顆粒的許用極限值。

實驗進一步顯示，正好在燃料直噴式內燃機中，尤其汽油直噴式內燃機中，即在燃料空氣混合物噴入內燃機仍然相對較冷的燃燒室時會發生燃料的凝結(Auskondensieren)。在此，凝結的形成會發生在尤其是仍然相對較冷的氣缸內壁區段上或活塞內壁上。在這種情況下會出現局部燃料混合氣過濃的現象，這會在燃燒過程中導致更嚴重地形成炭黑。

在燃料直噴式內燃機中，通過燃料直接噴入發動機燃燒室中用于形成燃料混合氣的渦流和時長相對較短。因此，提到的有關燃料凝結或局部混合氣過濃的問題，在發動機直接噴射時由于廢氣質量和所要求的排放標準的不能遵守，尤其在發動機啟動或暖機階段會產生非常嚴重的后果。

發明內容

因此，本發明所要解決的技術問題在于，降低在汽車內燃機的啟動和/或暖機階段產生的廢氣質量和尤其是廢氣的炭黑和塵埃的比率。在此，本發明的特點在于對于汽車發動機裝置只有盡可能少的設計措施和結構變化，并且能夠以較小成本和制造費用實施。

上述技術問題首先通過一種用于汽車的發動機裝置解決，該發動機裝置具有燃料直噴式內燃機，該內燃機與冷卻回路熱耦連以便排放工作中產生的廢熱；還具有能與冷卻回路耦連的用于存儲熱能的存儲裝置，該存儲裝置設計用于，在內燃機的啟動之前和/或暖機階段中將存儲的熱能傳輸給冷卻回路和/或內燃機。該技術問題還可以通過一種具有該發動機裝置的汽車和一種用于在內燃機啟動之前和/或暖機階段中加熱該內燃機的方法解決。

通過這樣能夠以有利的方式達成，發動機組件，尤其是發動機缸體或者發動機直接與燃燒室鄰接的區域的溫度，在發動機啟動之前和/或緊接啟動的熱機階段中就已經提高。因此，可以有效地防止燃料凝結在之前較冷的燃燒室內壁上，且減少在啟動和/或暖機階段有害物質的排放，特別是顆粒的形成。

也可以通過發動機改善的，尤其是加速的升溫減少暖機階段中的燃料消耗，以及縮短暖機階段的時間。

由此在第一種有利的擴展設計中，存儲裝置具有用于儲熱介質的容器。此容器在此可選擇地既能與發動機裝置的冷卻回路耦連，也能夠與其去耦，以使熱能在冷卻回路與存儲裝置的容器中的儲熱介質之間交換，或能夠使已加熱的或相對較熱的儲熱介質隔熱。存儲裝置的容器或者存儲裝置本身優選設計成高度隔熱的，以便甚至在外部溫度相對較低時并且在內燃機長時間靜止后，也能在存儲裝置中提供仍然充足的熱能，以加速或者縮短內燃機的加熱過程。存儲裝置和其容器的尺寸按照內燃機及其組件的尺寸和熱容以及按照冷卻回路的可填充容積設計。

為此存儲裝置用于，容納并存儲內燃機在內燃機工作中產生的多余的廢熱，尤其以便能夠在需要的情況下，尤其在內燃機冷啟動之前或期間再提供這種存儲的熱能。

因此，還按照另一種優選的結構設計規定，存儲裝置僅通過冷卻回路與內燃機熱耦連。以此種方式和方法可以將用于實施一個被動的內燃機加熱裝置的設計耗費保持得相對較低。在最簡單的結構設計中例如，僅僅使熱能存儲裝置與本來就存在的冷卻回路，特別是發動機裝置的冷卻劑回路連接。

在此甚至可以考慮，給已經存在的內燃機設計方案和相應的發動機裝置加裝所述的存儲裝置。

作為其備選還可以考慮，將存儲裝置直接與內燃機或內燃機部件熱耦連，因此，尤其可以實現從存儲裝置至內燃機的熱傳遞，必要時也可以獨立于內燃機裝置的冷卻回路進行。