[發明專利]內燃機及運行內燃機的方法

在審

• 申請號: 201410602292.6
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104612836A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 弗萊明·M·B·安徒生
• 申請（專利權）人: 曼恩柴油機渦輪股份公司曼恩柴油機渦輪德國分公司
• 主分類號: F02D1/02
• 分類號: F02D1/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李江暉

技術領域

本發明涉及一種運行內燃機的方法，所述內燃機具有帶有汽缸中活塞的至少一個汽缸，該活塞與曲柄軸連接，而且在發動機運行期間，該活塞在上死點(TDC)與下死點(BDC)之間往復運動，所述汽缸具有用于進氣和廢氣的空氣通道開口，以及當所述空氣通道開口被關閉且活塞位于噴射位置下方時，在壓縮沖程期間，液體非自動點火燃料從汽缸的汽缸套中的噴射位置被噴射進汽缸，而且點火裝置被激活以點燃液體非自動點火燃料。

背景技術

GB651526A公開了一種應用在以1800轉/分鐘的速度運行的發動機中的這種類型的方法，其中通過從位于汽缸的頂部且鄰近火花塞的燃料噴射器、在上死點(TDC)之前的75°至30°的范圍內、而且一般是在上死點(TDC)之前的70°至30°的范圍內開始燃料的噴射，使得爆震被抑制。從接近火花塞的位置且在壓縮沖程的后半部分噴射燃料據說會導致噴射的燃料的第一部分與蒸汽空氣混合物迅速地點火，以建立以與汽缸中的漩流方向相反的方向行進的火焰前緣，并且因此避免爆震。

本發明尤其涉及在100％發動機負載時以低于900轉/分鐘的旋轉速度運行的發動機。

DK176118B以及相應的JP3908855B與在低壓供給氣體上運行柴油機類型的渦輪增壓雙燃料內燃機的可能性的增加有關，而且公開了一種柴油機類型的渦輪增壓雙燃料內燃機，其中在壓縮沖程期間，以在重量上比得上或超過燃料量的量、直接在整個汽缸容量中進行強烈的水噴射。這樣使得甚至在作為主燃料的低壓噴射氣體燃料上運行大型兩沖程柴油發動機也是可能的，從而高壓噴射燃料僅用作點火輔助，因為水噴射為汽缸中氣體燃料和空氣提供更好的混合，從而使局部的自動點火的風險降低，而且由于被噴射的水蒸發，所以其降低了汽缸中的溫度和壓力，兩者都是延遲化學反應的因素，而且有助于降低自動點火的風險。進一步地，其還提到在以更高的速度運行的小型氣體/柴油發動機中實現更好的燃燒條件是可能的。

US7284506B公開了一種在內燃機的運行中正時自動點火的方法，該內燃機為在包括柴油燃料的第一燃料和包括例如甲醇或乙醇的低十六烷值燃料的第二燃料的基本均勻的混合物上運行的內燃機，通過改變第一和第二燃料的量，來調整自動點火正時。在描述的實施例中，低十六烷值被施加到進氣歧管中，由此低十六烷值燃料在進氣沖程期間將會被引進到燃燒汽缸中，但是其提到可能用于噴射低十六烷值燃料的燃料噴射器可以被構造為直接將燃料噴射進燃燒汽缸。

發明內容

本發明的目標是增加發動機的經濟性和/或內燃機的效率。

該目標通過如引言所述的方法而實現，其中，液體非自動點火燃料在曲柄角為上死點(TDC)之前至少90°時從噴射位置被噴射，該噴射位置在發動機運行期間被活塞交替地封蓋，而且曲柄軸在100％發動機負載下以40-1200轉/分鐘范圍的旋轉速度旋轉。通過在壓縮沖程期間噴射液體非自動點火燃料，因為液體非自動點火燃料的蒸發而帶來的熱消耗，所以汽缸中空氣的溫度被降低以及由此壓力被降低。當活塞從上死點(TDC)之前90°的位置基本向上運動時，被噴射的液體非自動點火燃料蒸發而且消耗來自壓縮空氣的熱量。因此，因為借助于由蒸發的液體非自動點火燃料的冷卻導致的更低的壓縮壓力，使活塞上向下的壓力減少，所以壓縮沖程期間活塞作的功減少。液體非自動點火燃料的噴射發生時汽缸中的壓力比壓縮沖程結束時汽缸中的壓力還低得多，而且被噴射的液體非自動點火燃料取代否則將在壓縮沖程結束時被噴射來對抗在壓縮沖程結束時普遍存在的較高壓力的燃料。

對于不在壓縮沖程期間噴射液體非自動點火燃料的發動機，與這樣的發動機中活塞作的功比較，本發明中活塞作的功減少，提高了發動機的效率。或者，在設計帶有進氣冷卻器的發動機時，通過提供更小的而且由此更便宜的進氣冷卻器，可以利用本發明的這個效果，因此實現發動機的更經濟的總體設計。

在壓縮沖程期間液體非自動點火燃料被噴射得越早，壓縮功被減少得越多，因此，在壓縮沖程期間，液體非自動點火燃料在上死點(TDC)之前至少90°的曲柄角時被噴射進汽缸。

當緊接在用于進氣和廢氣的空氣通道開口在壓縮沖程的開始時被全部關閉之后噴射液體非自動點火燃料時，至少在理論上實現活塞所作的壓縮功最大的減少。但是，取決于使用的實際的液體非自動點火燃料以及例如進氣的溫度的其它發動機參數，由于液體非自動點火燃料被噴射之前的壓縮促進其蒸發，所以噴射的延遲可能是有利的，以使得汽缸中空氣的溫度達到一定高度。