[發明專利]用于運行火花點火式內燃機的方法

有效

• 申請號: 201510979085.7
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN105715398B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: F·格魯貝爾;N·施皮拉;C·特拉普;G·廷施曼;E·穆蘇;P·克里斯蒂娜
• 申請（專利權）人: GE延巴赫兩合無限公司
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02P5/15;F02D21/08;F02D41/00;F02D19/02;F02D19/06;F02B29/04;F02M31/20;F02M31/083;F02D37/02;F02D13/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

用于運行火花點火式內燃機和在至少一個氣缸中可移動的活塞和至少一個連接有至少一個氣缸的預燃室的方法，所述方法包括步驟：?通過盡量均勻地混合第一燃料和空氣并在進氣沖程中將該混合物輸送入至少一個氣缸來形成能點火的混合物，?在壓縮沖程中用活塞壓縮能點火的混合物，借此將一部分能點火的混合物輸送入預燃室，?在進氣沖程和壓縮沖程期間，在燃燒開始前的供給時間點將第二燃料輸送入預燃室，其中第二燃料具有關于第一燃料而言相同的或不同的化學組成和/或濃度，?在預燃室中進行火花點火，其特征在于，如此選擇輸入預燃室中的第二燃料的量和/或第二燃料的化學組成和/或預燃室的點火時間點和/或氣缸充氣的溫度，從而可以獲得所希望的燃燒持續時間。

技術領域

本發明涉及用于運行根據本發明的火花點火式內燃機的方法和根據本發明的火花點火式內燃機。

背景技術

在火花點火式內燃機的設計中，在減少不同類型的排放物例如氮氧化物(NOx)、未燃盡的烴類(HC)和一氧化碳(CO)的情況下存在目標沖突。

對于具有高效率和低排放量的燃燒的一個大有希望的方式為所謂的 HCCI-概念(英語：Homogeneous Charge Compression Ignition，均質充量壓燃)。在此，高度稀釋的(即稍微混合的和/或具有高的廢氣再循環率的)和均質的燃料-空氣-混合物的點火通過溫度升高在壓縮沖程期間在上死點附近進行。強烈稀釋的燃料-空氣-混合物容許具有極低的氮氧化物 (NOx)值的燃燒。

燃燒室中燃料-空氣-混合物的自點火通過各種不同措施的組合來達到，例如高的幾何壓縮比ε和通過適當的措施的充氣預熱(例如增壓空氣的預熱或廢氣再循環，AGR)。

因為在HCCI燃燒法中，燃料-空氣-混合物或多或少同時地在總燃燒室中在上死點附近點火，因此燃燒事件極快地進行。

若干問題與HCCI-概念相聯系。燃燒是難以控制的。具有與第一燃料不同的自點火特性的第二燃料是一個已知的概念，以改善可控制性。這當然具有缺點，它要求第二燃料的運用。

與此相反，在火花點火式內燃機的情況下，燃燒的定時容易地通過點火時間點來控制。在大型火花點火式內燃機中(典型地，在150mm或更大內徑的情況下)，設置預燃室，在預燃室中起動點火。

從現有技術，也知道這樣的概念，以控制預燃室類型的火花點火式內燃機。因此例如JP 2013209967展示了活動的預燃室，其中可以控制供給預燃室的燃料的量，以避免不點火。

發明內容

本發明的任務是，提供一種方法或一種火花點火式內燃機，其容許高效率的燃燒，同時減少排放量。

該任務通過根據本發明的方法和根據本發明的火花點火式內燃機實現。其他優選的實施方案根據本發明加以說明。

根據本發明設計為，如此選擇供給預燃室的第二燃料的量和/或第二燃料的化學組成和/或預燃室的點火時間點和/或氣缸中充氣的溫度，從而達到所希望的燃燒持續時間。

換言之，預燃室和氣缸充氣的溫度充當控制手段，以獲得燃燒事件的更好的效率和減少的排放量。

當如下設計時本發明可以最好地實施：可以活動地和單獨地控制對于每個設置在內燃機中的預燃室，保證預燃室中空氣和/或第二燃料供給的閥門。

氣缸充氣由第一燃料、第二燃料、空氣和任選地從之前的燃燒循環留下的殘余氣體和可能地通過外部廢氣再循環供給的氣體組成。

要注意的是，如果談及“氣缸充氣”，那么由于具有“氣缸充氣”的預燃室和主燃室之間的液體連接，意味著主燃室和預燃室的共同容積的充氣。可以設計為，第一燃料是天然氣或如此程度的天然氣與二氧化碳(CO₂) 的混合物，即CO₂和甲烷(CH₄)的量高于80％。