專利名稱：使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的方法以及內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的用于使具有廢氣再 循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)、尤其是渦輪增壓的以重油驅(qū)動(dòng)的柴油內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的 方法。此外本發(fā)明還涉及按權(quán)利要求11的前序部分所述的內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
由實(shí)踐已知渦輪增壓的具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。對于具有廢氣再 循環(huán)的渦輪增壓的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)來說，內(nèi)燃機(jī)的廢氣流在廢氣渦輪增壓機(jī)的 渦輪里卸壓，其中廢氣渦輪增壓機(jī)的渦輪驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)將輸入 到內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣壓縮。在廢氣渦輪增壓機(jī)的渦輪的上游，從內(nèi)燃 機(jī)的廢氣流里取出分流，該分流回輸?shù)揭褖嚎s的內(nèi)燃空氣里并與之混 合。增壓空氣和廢氣分流在內(nèi)燃機(jī)的上游并由此在內(nèi)燃機(jī)汽缸的上游進(jìn) 行混合?；剌?shù)膹U氣起到惰性氣體的作用，降低內(nèi)燃機(jī)氣缸里的燃燒峰 值溫度并因此減少生成有害物質(zhì)。尤其是對于用重油工作的柴油內(nèi)燃機(jī)來說，這種由實(shí)踐中已知的廢 氣再循環(huán)是有問題的，這是因?yàn)樵谥赜椭邪写罅康臑r青、灰分和 硫，因此在重油燃燒時(shí)產(chǎn)生殘留物，這些殘留物在廢氣流的被回輸?shù)姆?流與已壓縮的燃燒用空氣混合之后可能沉積在導(dǎo)引燃燒用空氣的部件 上，因而會(huì)使損害這些部件的功能。這可能導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的連續(xù)的、不可接受的運(yùn)行惡化，并引起很繁瑣 的在內(nèi)燃機(jī)上的維護(hù)作業(yè)，尤其是清洗作業(yè)。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的任務(wù)是提出 一種用于使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn) 行的新式方法以及一種新式的內(nèi)燃機(jī)。這個(gè)任務(wù)通過按權(quán)利要求1所述 的方法來完成。按照本發(fā)明的方法尤其適合用于以重油驅(qū)動(dòng)的柴油內(nèi)燃機(jī)，按此方 法，廢氣流的按照廢氣再循環(huán)被回輸?shù)姆至鞣情g接或者說直接導(dǎo)入到內(nèi) 燃機(jī)的氣缸里。在按照本發(fā)明的方法中就不需要使廢氣與已壓縮的燃燒
用空氣在內(nèi)燃機(jī)氣缸的上游進(jìn)行混合，因此可以使導(dǎo)引燃燒用空氣的構(gòu) 件不受到污染。按照本發(fā)明的 一種有利的改進(jìn)方案，廢氣流的經(jīng)冷卻的分流在吸氣 沖程期間被引入四沖程內(nèi)燃機(jī)的氣缸里，使得在內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸的吸氣沖程中-在該氣缸中其活塞當(dāng)至少一個(gè)燃燒用空氣進(jìn)氣閥打開時(shí)從 上死點(diǎn)向著下死點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)-各個(gè)氣缸的這個(gè)或每個(gè)燃燒用空氣進(jìn) 氣閥在到達(dá)下死點(diǎn)之前被關(guān)閉，其中在這個(gè)或每個(gè)燃燒用空氣進(jìn)氣閥關(guān) 閉之后，在吸氣沖程期間、確切地說當(dāng)由于燃燒用空氣在氣缸里的膨脹 而使氣缸里的壓力達(dá)到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平或者降低到廢氣再 循環(huán)中的壓力水平之下時(shí)，使廢氣流的經(jīng)冷卻的分流進(jìn)入到各個(gè)氣缸 里。當(dāng)氣缸里的壓力達(dá)到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平時(shí)，才使廢氣流的 經(jīng)冷卻的分流進(jìn)入到各個(gè)氣缸里的再循環(huán)終止。按照本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)在權(quán)利要求11中進(jìn)行了規(guī)定。本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案可見從屬權(quán)利要求和以下說明。本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)附圖加以詳細(xì)說明，但并不局限于此。附圖所示為


圖1:用于說明按照本發(fā)明的使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的方 法的P-V圖。附圖標(biāo)記列表1 工作點(diǎn)2 工作點(diǎn) 3、 3' 工作點(diǎn)4 工作點(diǎn)5 工作點(diǎn)6 工作點(diǎn)7 工作點(diǎn)8 工作點(diǎn)10 高壓部分11 換氣部分具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種使內(nèi)燃機(jī)、尤其是一種渦輪增壓的以重油驅(qū)動(dòng)的柴 油內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的方法，這種內(nèi)燃機(jī)具有廢氣再循環(huán)。在這種內(nèi)燃機(jī)中， 使內(nèi)燃機(jī)的廢氣流輸入到渦輪增壓機(jī)，其中使廢氣流在渦輪增壓機(jī)的渦 輪里卸壓。廢氣渦輪增壓機(jī)的渦輪驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪增壓機(jī)的壓縮機(jī)，該壓 縮機(jī)使輸入到內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣或者純凈空氣壓縮。在廢氣再循環(huán) 中，在廢氣渦輪增壓機(jī)的渦輪的上游從內(nèi)燃機(jī)的廢氣流里取出分流，其 中使這分流在廢氣冷卻器里冷卻并被回輸以減少內(nèi)燃機(jī)的有害物質(zhì)。其 中按照本發(fā)明，使廢氣流的經(jīng)冷卻的分流的廢氣再循環(huán)直接進(jìn)入到內(nèi)燃 機(jī)的氣釭。以下按照圖1中四沖程內(nèi)燃機(jī)的實(shí)例，對按照本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)的說明，其中圖1表示了四沖程內(nèi)燃機(jī)的氣缸的所謂P(壓力)-v(流量)圖。四沖程內(nèi)燃機(jī)的氣缸的工作循環(huán)分成四個(gè)沖程，也就是所謂吸 氣沖程、壓縮沖程、工作沖程和排氣沖程。圖1所示P-V圖原則上分成兩個(gè)部分，也就是一個(gè)所謂高壓部分10 和一個(gè)所謂換氣部分ll。高壓部分10包括了壓縮沖程和工作沖程，其 中壓縮沖程在工作點(diǎn)1和2之間延伸，而工作沖程在工作點(diǎn)2和3、 3 和3，、 3'和4以及4和1之間延伸。換氣部分11包括了排氣沖程和吸氣 沖程，其中排氣沖程在工作點(diǎn)1和工作點(diǎn)5之間，而吸氣沖程則在工作 點(diǎn)6和工作點(diǎn)1之間。對于四沖程內(nèi)燃機(jī)來說，按照本發(fā)明的直接進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸里程中，各個(gè)氣缸的活塞當(dāng)Z少一個(gè)燃:用空氣進(jìn)氣閥打一開時(shí)從上^點(diǎn)0T (工作點(diǎn)6)向著下死點(diǎn)UT (工作點(diǎn)1)的方向運(yùn)動(dòng)。在吸氣沖程期間， 在達(dá)到下死點(diǎn)UT之前，各個(gè)氣缸的這個(gè)或每個(gè)燃燒用空氣進(jìn)氣閥在工 作點(diǎn)7處關(guān)閉。在這個(gè)或每個(gè)燃燒用空氣進(jìn)氣閥在工作點(diǎn)7處關(guān)閉之后，各個(gè)氣缸 的活塞繼續(xù)向下死點(diǎn)UT的方向運(yùn)動(dòng)，其中此處被抽吸到氣缸里的燃燒 用空氣發(fā)生膨脹，因此氣缸里的壓力從被抽吸的燃燒用空氣的壓力pL 出發(fā)進(jìn)行下降。在吸氣沖程的工作點(diǎn)8處，氣缸里的壓力達(dá)到廢氣再循環(huán)中的壓力 水平pA，其中當(dāng)氣缸中的壓力達(dá)到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平pA或者 降到廢氣再循環(huán)中的壓力水平pA之下時(shí)，廢氣流的冷卻的分流才被非 間接或者說直接導(dǎo)入到內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)氣缸里。為此在吸氣沖程期間，至少一個(gè)配屬于氣缸的廢氣進(jìn)氣閥打開，確 切地說，或者直接在氣缸里的壓力達(dá)到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平pA之下后。當(dāng)各個(gè)氣缸里的壓力又達(dá)到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平pA時(shí)，廢 氣非間接或者說直接進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸里的回輸就被終止，其中這或 者在吸氣沖程中在達(dá)到下死點(diǎn)UT之前，隨著下死點(diǎn)UT的達(dá)到，或者也 在達(dá):S'J下夕"9、 ui之后開由itCi在/主顆ii7f王母ji曰j 口j "頭現(xiàn)。刀jki,饑i吏遲個(gè) 或每個(gè)配屬于各個(gè)氣缸的廢氣進(jìn)氣閥關(guān)閉。因?yàn)樵跉飧椎膮^(qū)域里幾乎沒有什么局部的壓力差，于是可以在各個(gè) 氣缸的氣缸蓋的區(qū)域里或者在氣缸套的區(qū)域里使廢氣再循環(huán)非間接或者說直接進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸里。按照本發(fā)明的一種有利的改進(jìn)方案，從廢氣流導(dǎo)出的分流在其引入 到廢氣冷卻器之前被輸至廢氣清洗器，以便降低使廢氣冷卻器受到污染 的危險(xiǎn)。盡管本發(fā)明首先適合于使以重油驅(qū)動(dòng)的柴油內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行，但本發(fā)明 也可以使用于汽油內(nèi)燃機(jī)(OUo-Brennkraf tmaschine )。這方法與驅(qū) 動(dòng)內(nèi)燃機(jī)所用的燃料種類無關(guān)。如上所述，為了使廢氣直接或者說非間接地引入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸 里，每個(gè)氣缸都配有至少一個(gè)廢氣進(jìn)氣閥。廢氣進(jìn)氣閥可以或者機(jī)械地 通過凸輪、或者用電或電子的方式進(jìn)行控制，以便按照本發(fā)明方式使其 打開和關(guān)閉。
權(quán)利要求
1.用于使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)、尤其是渦輪增壓的以重油驅(qū)動(dòng)的柴油內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的方法，其中從內(nèi)燃機(jī)的廢氣流中取出分流，使該分流在廢氣冷卻器中冷卻并被回輸以減少內(nèi)燃機(jī)的有害物質(zhì)，其特征在于，所述經(jīng)冷卻的分流的廢氣再循環(huán)直接進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸。
2. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使所述廢氣流的經(jīng)冷 卻的分流在吸氣沖程期間輸入到四沖程內(nèi)燃機(jī)的汽缸里，使得在內(nèi)燃機(jī) 的每個(gè)氣缸的吸氣沖程中，在該氣缸中其活塞當(dāng)至少一個(gè)燃燒用空氣進(jìn) 氣閥打開時(shí)從上死點(diǎn)向著下死點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng)，各個(gè)氣缸的這個(gè)或每個(gè)燃 燒用空氣進(jìn)氣閥在到達(dá)下死點(diǎn)之前被關(guān)閉，其中在這個(gè)或每個(gè)燃燒用空 氣進(jìn)氣閥被關(guān)閉之后，在吸氣沖程期間，即當(dāng)由于燃燒用空氣在氣缸里 的膨脹而使氣缸里的壓力達(dá)到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平或者降低到 廢氣再循環(huán)中的壓力水平之下時(shí)，使廢氣流的經(jīng)冷卻的分流輸入到各個(gè) 氣缸里。
3. 按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，為此在吸氣沖程期間 使至少一個(gè)配屬于各個(gè)氣缸的廢氣進(jìn)氣閥打開，確切地說直接當(dāng)氣缸里 的壓力降低到廢氣再循環(huán)中的壓力水平以下時(shí)或者時(shí)間上在此之后。
4. 按權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，當(dāng)氣缸里的壓力 達(dá)到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平時(shí)，就終止廢氣流的經(jīng)冷卻的分流回輸 到各個(gè)的氣缸里。
5. 按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，為此在達(dá)到吸氣沖程 中的下死點(diǎn)之后并由此在壓縮沖程期間，使這個(gè)或每個(gè)配屬于各個(gè)氣缸 的廢氣進(jìn)氣閥關(guān)閉。
6. 按權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，為此在達(dá)到吸氣沖程 的下死點(diǎn)時(shí)或在此之前并由此在吸氣沖程期間，使這個(gè)或每個(gè)配屬于各 個(gè)氣釭的廢氣進(jìn)氣閥關(guān)閉。
7. 按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 使廢氣流的經(jīng)冷卻的分流在氣缸蓋的區(qū)域內(nèi)輸入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸里。
8. 按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 使廢氣流的經(jīng)冷卻的分流在氣缸套的區(qū)域內(nèi)輸入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸里。
9. 按權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 使所述分流在其被引入到廢氣冷卻器之前輸送給廢氣清洗器，并在其中 進(jìn)行清潔。
10. 按權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征在于， 在廢氣渦輪增壓機(jī)的渦輪的上游從內(nèi)燃機(jī)的廢氣流中取出所述分流。
11. 具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)，尤其是渦輪增壓的、以重油驅(qū)動(dòng)的 柴油內(nèi)燃機(jī)，具有廢氣再循環(huán)，其特征在于，使經(jīng)冷卻的分流的廢氣再 循環(huán)直接進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸里。
12. 按權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，每個(gè)氣缸分別配置有至少一個(gè)廢氣進(jìn)氣閥，該廢氣進(jìn)氣閥可以按照權(quán)利要求1至10中 任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法;，皮開啟和關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)、尤其是渦輪增壓的用重油工作的柴油內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行運(yùn)行的方法，其中在內(nèi)燃機(jī)的廢氣流中取出分流，該分流在廢氣冷卻器中冷卻并被回輸用于減少內(nèi)燃機(jī)的有害物質(zhì)。按照本發(fā)明，使經(jīng)冷卻的分流的廢氣再循環(huán)直接進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)的氣缸。
文檔編號(hào)F02D21/08GK101165330SQ200710180780
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者T·塞德爾 申請人:曼柴油機(jī)歐洲股份公司