【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机和用于操作内燃机的方法。
技术介绍
1、本专利技术优选地涉及一种内燃机，例如大型船用或船舶发动机或固定式发动机，内燃机的气缸具有至少200mm的内径。发动机优选为二冲程发动机或二冲程十字头式发动机。发动机可以是气体发动机、双燃料或多燃料发动机。液体和/或气体燃料在这种发动机中的燃烧以及自燃或强制点火是可能的。
2、内燃机可以是纵向冲洗式二冲程发动机。
3、发动机速度优选地低于800rpm(特别是对于四冲程发动机)，更优选地低于200rpm(特别是对于二冲程发动机)，这表示低速发动机的名称。
4、大型船舶，特别是用于运输货物的船，通常由内燃机驱动，特别是柴油机和/或气体发动机，主要是二冲程十字头式发动机。
5、术语“内燃机”特别包括双燃料发动机和大型发动机，其中，第一燃料(也称为引燃燃料)的自燃用于另一燃料(也称主燃料)的强制点火。
6、特别地，容易点燃的燃料用于点燃另一种不容易点燃的燃料。
7、容易点燃的燃料可以是柴油燃料或来自合成或生物来源的具有类似特性的另一种液体燃料。
8、在本文中，任何比容易点燃的燃料更不容易点燃的燃料被包括在不容易点燃的燃料类别中。这一类别包括奥托燃料，特别是醇燃料，如纯甲醇燃料或乙醇燃料，这两种燃料中的任一种与水或其他溶剂的混合，或其他燃料，如lng、lpg或氨(纯的或与水或其他溶剂的混合)。
9、在本文中，容易点燃的燃料和不容易点燃的燃料优选为液体燃料。
10、这种燃料在发
11、此外，与常规燃料(例如柴油或hfo)相比，与这些燃料中的一些相关联的高蒸发潜热可触发冷却效应，所述冷却效应充当点火的进一步抑制因子。
12、所有这些都对引燃喷射的位置和定时、引燃喷射器的布局和引燃燃料的量提出了严格的要求。
13、de102019134628a1公开了一种用于操作发动机的方法，其中，不容易点燃的燃料在至少一个气缸的燃烧室中燃烧并且为此目的借助于容易点燃的燃料来点燃。在喷射容易点燃的燃料的同时和/或在喷射容易点燃的燃料之后的时间，不容易点燃的燃料经由主喷射被引入到相应气缸的燃烧室中。在喷射容易点燃的燃料之前的时间，不容易点燃的燃料也经由至少一次附加喷射被引入到相应气缸的燃烧室中。用于引入不容易点燃的燃料的第一喷射装置布置成靠近用于引入容易点燃的燃料的第二喷射装置，从而可实现燃料的混合。
14、为了在燃烧循环期间实现最佳的压力分布，ep0586775a1公开了通过至少两个喷嘴来喷射燃料，所述至少两个喷嘴以这样的方式布置在燃烧室中，使得从一个喷嘴喷出的燃料射流不影响从其他喷嘴喷出的燃料射流。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是避免现有技术的缺点，特别是提供一种内燃机和一种操作内燃机的方法，该内燃机提供少量的引燃燃料和稳定的混合物着火。
2、该目的通过本专利技术的内燃机和用于运行内燃机的方法来实现。
3、根据本专利技术，一种内燃机具有至少一个气缸。气缸优选地具有至少200mm的内径。发动机特别是双燃料发动机。
4、内燃机优选为大型二冲程内燃机，更优选为纵向冲洗式大型发动机。
5、内燃机包括往复活塞，该往复活塞布置成沿气缸轴线在下换向点(bdc)和上换向点(tdc)之间来回移动。气缸盖和气缸壁与活塞一起限定燃烧室。典型地，排气阀布置在气缸盖中，通过该排气阀可以从燃烧室中去除燃烧气体。扫气口可布置在气缸壁中，靠近下换向点，燃烧空气可通过该扫气口进入燃烧室。所述燃烧空气可以由纯空气组成或由氧气与增加分数的惰性气体的混合物(例如空气与再循环废气的混合物)组成。
6、内燃机包括用于喷射不容易点燃的燃料的至少两个主喷嘴，优选地两个或三个主喷嘴，该不容易点燃的燃料优选地为液体燃料。
7、主喷嘴可以布置在燃烧室中，使得在每种情况下从一个主喷嘴喷出的燃料射流不影响在每种情况下从其他主喷嘴喷出的燃料射流。
8、优选地，主喷嘴沿圆周方向等距布置在气缸轴线的相同高度上。
9、内燃机包括用于喷射容易点燃的燃料的至少一个引燃喷嘴，该容易点燃的燃料优选地为液体燃料。
10、每个主喷嘴和/或每个引燃喷嘴可包括三至七个喷射孔。孔的直径可以为0.3至2.5mm。
11、内燃机可包括用作引燃喷嘴的专用引燃燃料喷射器。替代地，备用燃料喷射器可用于定量供给容易点燃的燃料。
12、每个引燃喷嘴布置在对应的主喷嘴附近。在本文中，“附近”是指邻近主喷嘴布置引燃喷嘴，即引燃喷嘴与附近的主喷嘴之间的距离小于主喷嘴与相邻的主喷嘴之间的距离。
13、主喷嘴可以与下一个最近的主喷嘴间隔至少25°，优选至少60°、90°或120°。如果气缸仅包括两个主喷嘴，则主喷嘴可间隔180°，如果气缸包括三个主喷嘴，则主喷嘴可间隔120°。主喷嘴与对应的引燃喷嘴之间的距离可以小于35°。角度是指在垂直于气缸轴线的平面中相对于气缸轴线的圆周距离。
14、引燃喷嘴的数量小于或等于主喷嘴的数量。
15、优选地，气缸包括与主喷嘴相同数量的引燃喷嘴。在这种情况下，发动机可以以如下所述的不同喷射模式操作。
16、内燃机包括控制单元，该控制单元适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制主喷嘴和引燃喷嘴，使得不容易点燃的燃料经由对应的主喷嘴被喷射到燃烧室中，与之共同地，容易点燃的燃料经由引燃喷嘴被喷射到燃烧室中。
17、在本文中，“共同地”喷射是指在与喷射不容易点燃的燃料的同时和/或在喷射不容易点燃的燃料之前或之后不久(优选在±4℃a的时间间隔内，更优选在±3℃a的时间间隔内)喷射容易点燃的燃料。
18、在本申请中，以动力循环的单位来衡量时间间隔，该时间间隔作为相应曲柄角的差值给出。整个动力循环在二冲程发动机中具有360℃a的持续时间，在四冲程发动机中具有720℃a的持续时间。
19、控制单元还适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制主喷嘴和引燃喷嘴，使得至少一个主喷嘴在容易点燃的燃料未经由对应的引燃喷嘴引入燃烧室中的情况下喷射不容易点燃的燃料。
20、相应的主喷嘴可以具有或不具有布置在附近的对应的引燃喷嘴。
21、因此，控制单元适用于控制和/或适于控制主喷嘴和引燃喷嘴，使得容易点燃的燃料总是与不容易点燃的燃料共同地被喷射，而不容易点燃的燃料可以在容易点燃的燃料未被喷射的情况下被喷射。
22、控制单元可构造成用于设定喷射燃料的量，用于打开相应的阀，用于提供喷射压力和/或用于设定打开持续时间。
23、根据本专利技术，引燃喷嘴的适当定位和引燃喷射的适当定时允许减少所需的引燃燃料量，并确保喷射的不容易点燃的燃料和夹带的燃烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内燃机，该内燃机优选地为大型二冲程内燃机，该内燃机具有至少一个气缸(1)，该气缸优选地具有至少200mm的内径(2)，该内燃机特别是双燃料发动机，并且该内燃机具有往复活塞，
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述气缸(1)具有多个扫气口，所述扫气口布置成使得在扫气和所述往复活塞的随后的向上移动期间在所述燃烧室(3)中形成燃烧空气的涡流。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，所述控制单元(10)适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制所述主喷嘴(11，12，13)和所述引燃喷嘴(21，22，23)，使得所述主喷嘴(11，12，13)优选地以3-18°CA的时间间隔先后打开，使得优选地在容易点燃的燃料未经由对应的引燃喷嘴(21，22，23)引入所述燃烧室(3)中的情况下喷射的不容易点燃的燃料被已喷射的不容易点燃的燃料与经由对应的引燃喷嘴(21，22，23)引入所述燃烧室(3)中的容易点燃的燃料的着火的混合物点燃。
4.根据权利要求3所述的内燃机，其中，所述控制单元(10)适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间
5.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其中，所述内燃机(100)包括第一主喷嘴(11)和第二主喷嘴(12)，并且其中，所述控制单元(10)适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制所述主喷嘴(11，12)和所述引燃喷嘴(21，22)，
6.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其中，所述内燃机(100)包括第一主喷嘴(11)、第二主喷嘴(12)和第三主喷嘴(13)，并且其中，所述控制单元(10)适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制所述主喷嘴和所述引燃喷嘴(21，22，23)，
7.一种用于操作内燃机的方法，该内燃机特别是根据权利要求1至6中的一项所述的内燃机，其中，至少两个主喷嘴(11，12，13)布置在所述燃烧室(3)中，优选地在圆周方向上等距布置，并且其中，用于喷射容易点燃的燃料的至少一个引燃喷嘴(21，22，23)中的每一个布置在对应的主喷嘴(11，12，13)附近，该方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，不容易点燃的燃料以3-18°CA的时间间隔由不同的主喷嘴(11，12，13)先后引入。
10.根据权利要求7至9中的一项所述的方法，其中，所述不容易点燃的燃料选自乙醇、甲醇、氨。
11.根据权利要求7至10中的一项所述的方法，其中，所述容易点燃的燃料是柴油类燃料。
12.根据权利要求7至11中的一项所述的方法，其中，所述内燃机包括第一主喷嘴(11)和第二主喷嘴(12)，并且其中，在动力循环期间，
13.根据权利要求6至12中的一项所述的方法，其中，所述内燃机包括第一主喷嘴、第二主喷嘴和第三主喷嘴，并且其中，在动力循环期间，
14.一种包括程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上执行时，所述程序代码用于执行根据权利要求6至13中任一项所述的方法的步骤。
15.一种计算机程序产品，该计算机程序产品能够被直接加载到数字计算机的内部存储器中，并且该计算机程序产品包括软件代码部分，当程序在所述数字计算机上运行时，所述软件代码部分执行权利要求6至13中至少一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种内燃机，该内燃机优选地为大型二冲程内燃机，该内燃机具有至少一个气缸(1)，该气缸优选地具有至少200mm的内径(2)，该内燃机特别是双燃料发动机，并且该内燃机具有往复活塞，
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述气缸(1)具有多个扫气口，所述扫气口布置成使得在扫气和所述往复活塞的随后的向上移动期间在所述燃烧室(3)中形成燃烧空气的涡流。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，所述控制单元(10)适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制所述主喷嘴(11，12，13)和所述引燃喷嘴(21，22，23)，使得所述主喷嘴(11，12，13)优选地以3-18°ca的时间间隔先后打开，使得优选地在容易点燃的燃料未经由对应的引燃喷嘴(21，22，23)引入所述燃烧室(3)中的情况下喷射的不容易点燃的燃料被已喷射的不容易点燃的燃料与经由对应的引燃喷嘴(21，22，23)引入所述燃烧室(3)中的容易点燃的燃料的着火的混合物点燃。
4.根据权利要求3所述的内燃机，其中，所述控制单元(10)适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制所述主喷嘴(11，12，13)和所述引燃喷嘴(21，22，23)，使得在不容易点燃的燃料在容易点燃的燃料未被对应的引燃喷嘴(21，22，23)喷射的情况下经由所述至少一个主喷嘴(11，12，13)引入之后，所述引燃喷嘴(21，22，23)中的至少一个将容易点燃的燃料喷射到所述燃烧室(3)中，和/或
5.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其中，所述内燃机(100)包括第一主喷嘴(11)和第二主喷嘴(12)，并且其中，所述控制单元(10)适用于在动力循环期间控制和/或适于在动力循环期间控制所述主喷嘴(11，12)和所述引燃喷嘴(21，22)，
6.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·魏瑟尔，C·巴罗，A·施密德，
申请(专利权)人：温特图尔汽柴油公司，
类型：发明
国别省市：
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