[發明專利]有向外開放式噴嘴的直噴式內燃發動機和操作所述類型內燃發動機的方法

在審

• 申請號: 201310405678.3
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103670860A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: O·貝克邁爾;T·洛倫茨;H·H·魯蘭德;S·奎林;M·科霍斯羅維
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02M61/14
• 分類號: F02M61/14;F02M61/18;F02M61/16
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;董巍

技術領域

本申請請求保護2012年9月12日提交的德國專利申請No.102012216141.4的優先權，為所有目的，其整個內容以引用形式并入本文。?

背景技術

在本公開的上下文中，術語“發動機”表示內燃發動機并且特別的，表示外施點火式奧托循環發動機（applied-ignition?Otto-cycle?engine），但也包括混合動力發動機（即發動機使用混合燃燒過程運行）以及柴油發動機。?

在發動機的發展中，通常試圖最小化燃料消耗率并降低排氣排放。?

傳統的奧托循環發動機以均質空氣-燃料混合物運行，其中通過質量調節和改變燃燒室的充氣來實現設定期望的功率。通過調節被提供在進氣管段內的節氣門擋板，在節氣門擋板下游被引入的空氣的壓力會更大或更小程度地降低。為了恒定的燃燒室容積，通過這種方法可以借助于引入的空氣的壓力來設定空氣質量。然而，通過節氣門擋板的質量調節在部分載荷范圍內由于節流損失而具有熱動力缺點。因此，特別地在奧托循環發動機中，最小化燃料消耗率是具有挑戰性的。?

一種在混合燃燒過程的發展中被實現的用于在奧托循環發動機運行過程中消除氣流阻礙（dethrottling）的方法是根據傳統柴油發動機過程的技術特征的轉移。這些特征包括空氣壓縮、不均質充氣混合物、自動點火和質量調節。柴油發動機的低燃料消耗率主要由于質量調節造成，其中借助于射入的燃料量來控制載荷。?

因此燃料被直接射入汽缸的燃燒室內被認為是顯著降低燃料消耗率的合適的方法，即使在奧托循環發動機中也如是。通過在特定限制內使?用的質量調節來實現發動機的消除氣流阻礙。?

為了在直噴式奧托循環發動機中引發外施點火，發動機可以裝有點火裝置，比如火花塞。因此，在燃燒室的結構設計期間的一個任務是提供噴嘴和點火裝置在燃燒室內的協調布置，由于發動機汽缸蓋內的非常有限的空間可利用率，這通常是困難的。?

由于這些原因，噴嘴通常被偏心地布置在汽缸蓋內并與汽缸的縱向軸線間隔開，如本公開中所描述。根據一種實施例，向外打開的噴嘴可以用于噴射燃料并由于噴嘴針被移動到燃燒室中而打開。打開的噴嘴在噴嘴體和針之間具有環狀間隙，燃料通過該間隙被引入燃燒室。?

這樣一種噴嘴布置對燃燒室中的混合物形成具有不利影響。特別的，在噴嘴的偏心布置與通過環狀間隙引入均衡質量分布的油霧到燃燒室內之間存在矛盾。也就是說，噴嘴在燃燒室中的不對稱布置與形成均衡且對稱的油霧以用于有效燃燒并降低排放是矛盾的。進一步，噴嘴通常相對于汽缸的縱向軸線是偏斜的，這進一步增強了所描述的缺點。?

均質形式且均衡質量分布的油霧與噴嘴的偏心、可能傾斜的安裝位置互相作用，從而使得汽缸中的燃料分配對燃燒和污染物的形成有不利的影響，特別是對未燃燒的烴類和碳煙的排放有不利影響。?

發明內容

因此，發明人試圖提供一種直噴式發動機，其中減少或消除了上述由于噴嘴領域的偏心安裝位置所導致的缺點。他們發現這可以部分地在一種實施例中被實現，其中直噴式發動機具有至少一個汽缸，其中燃燒室由可以沿著汽缸的縱向軸線移動的活塞的活塞冠和噴嘴共同形成，該噴嘴被偏心地置于汽缸蓋內在活塞冠的相反側并且與汽缸的縱向軸線間隔開。對于燃料的直接噴射，噴嘴可以具有噴嘴針，該噴嘴針可以在作為噴嘴外殼的噴嘴體內移動，其中，當通過移動到燃燒室內而轉變到噴嘴的打開位置時噴嘴針打開被設置在噴嘴體和針之間的環狀間隙。影響燃料流的一個或者更多個導向元件被裝在噴嘴的表面上。?

因此，通過經由導向元件重新引導噴射器中的一些燃料流，不均衡的入流條件將會產生并因此導致在噴嘴出口處不均勻的流動分布。噴射?器會因此被轉向偏心噴射布置并被對齊成用于偏轉空氣運動。?

需要理解的是上面的總結知識以簡要形式介紹將在具體實施方式中被進一步描述的選擇性概念。這不是想要確定要求保護的主題的關鍵或者核心特征，其范圍僅由附于具體實施方式的權利要求書確定。此外，要求保護的主題不局限于解決上面或者本公開任何部分提出的缺點的實施方式。?

附圖說明

圖1表示示例性發動機實施例。?

圖2表示發動機汽缸的示例性實施例。?

圖3A表示噴嘴在關閉位置的示例性實施例。?

圖3B表示噴嘴在打開位置的示例性實施例。?

圖4表示噴嘴的替代性實施例。?

具體實施方式