用于运行自点燃式内燃机的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于运行自点燃式内燃机的方法，内燃机在单燃料运行中被供以自点燃的液态燃料而在双燃料运行中被供以液态燃料作为点燃介质且供以气态的或液态的备用燃料，设置有输送装置，经由其可在双燃料运行中将备用燃料引入抽吸系统中，带有废气再循环装置，其经由废气再循环阀将内燃机的废气引回到抽吸系统中，经由至少一个电子控制仪将燃料量配量成使得获得所要求的功率和限定的废气极限值。为了获得改进的运行特性提出，在双燃料运行中以提高的废气再循环率运行内燃机，并且此外在抽吸系统中将空气供给节流成使得在废气中建立大于1至最大1.3、优选地大于1至最大1.2、最优选地1.03至1.1的lambda值。

【技术实现步骤摘要】
用于运行自点燃式内燃机的方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于运行自点燃式内燃机的方法以及一种根据权利要求12的前序部分的尤其用于执行该方法的内燃机。
技术介绍
文件DE102007022230A1说明了一种这种类型的方法，在其中，自点燃式内燃机在单燃料运行(Einstoffbetrieb)中被供以柴油而在双燃料运行中被供以柴油用于产生点火射束(Zündstrahl)且供以气态的或液态的备用燃料(例如天然气、沼气、甲醇、乙醇等)。在柴油运行中出于效率原因值得期望的是，以增压、尤其废气涡轮增压的方式来运行内燃机，其中，增压压力调节可设置有旁通管路和旁通阀。在此，带有所控制的废气再循环阀的废气再循环主要用于降低废气中的NOx值。此外，通常在排气系统中应用氧化催化器，其此外消除在废气中析出碳烟颗粒。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种这种类型的方法，利用其实现还在内燃机的双燃料运行中在额外花费较小的情况下保证用于获得低废气极限值的要求。此外，应说明一种用于执行该方法的在结构上且在控制技术上有利的内燃机。在方法方面的任务的解决方案利用权利要求1的特征来实现。在内燃机方面，该解决方案利用权利要求12的特征来实现。该方法和内燃机的有利的改进方案是相应的从属权利要求的内容。根据本专利技术提出，在双燃料运行中以提高的废气再循环率来运行内燃机，并且此外将抽吸系统中的空气供给节流成使得在废气中建立大于1至最大1.3、优选地大于1至最大1.2、最优选地1.03至1.1、尤其大约1.05的lambda值。通过所提出的措施可有效地降低氮排放(NOx)；还显著降低了碳氢化合物排放(HC)。此外，通过将燃烧用空气节流到所述lambda值这样来提高排气温度，使得后置的氧化催化器可提供在废气中的HC和CO成分的快速开始的、有效的转换。尤其以主要成分为甲烷的天然气的运行是大的挑战。在工作过程期间未燃烧的甲烷是非常稳定的化合物，其不能利用常用的柴油氧化催化器来氧化。特殊的甲烷氧化催化器需要450℃以上的高工作温度。现代的柴油发动机的排气温度明显低于该值。为了确保氧化催化器的有效性，还重要的是，由于给出的lambda值(化学计量上过量的空燃比)在废气中存在氧气足以使HC和CO的氧化成为可能。优选地，可借助于在抽吸系统中的节流阀来实现空气供给的节流，其此外根据应用在排气系统中的至少一个lambda传感器的信号来调节。lambda传感器因此不像通常那样控制燃料配量(其可根据特性场恒定地来配量)而是控制燃烧用空气的混入以调整lambda值。此外提出，在双燃料运行中废气再循环率为所供给的空气量的40%或更多，即与柴油运行相比明显提高。该措施尤其引起氮排放的明显减少并且防止燃烧异常(如爆震的燃烧和过早自燃)的危险。由于在内燃机的燃烧室中的燃烧过程中的热力学区别，此外当在内燃机的双燃料运行中以预设的程度优选地持续地减小增压装置的增压压力时，是有利的，但是优选地对于带有废气涡轮增压的内燃机借助于至少一个废气涡轮增压器通过优选地持续地打开该至少一个旁通阀增压压力被强烈地复原。由于在双燃料运行中不以高的空气过量来运行，通过该措施可通过绕过该至少一个废气涡轮来减小排气背压(改善的气体交换)。在内燃机的双燃料运行中，为了进一步有利地影响燃烧过程，所配给的液态燃料量可被划分成预喷射和主喷射或者划分成主喷射和再喷射(Nacheinspritzung)或者划分成预喷射、主喷射和再喷射，其中，始终应在相应的气缸的上止点(OT)之前执行主喷射。在此优选地在低负荷(优选地定义为直至最大可能的扭矩的大约40%)时可在相应的气缸的OT之前至少15度而在相对高负荷(优选地定义为大于最大可能的扭矩的80%)时可在相应的气缸的OT之前大约2至5度执行液态燃料主喷射。此外，在主喷射中应喷射相应所需的液态燃料的70%至90%、尤其大约80%。此外，在双燃料运行中可经由喷射装置执行液态燃料的预喷射，由此使内燃机的燃烧室中的压力上升平缓。再喷射可有助于充气的改善的烧透性能(Druchbrennverhalten)且相应地有助于减少碳烟形成。此外在方法方面提出，在冷起动阶段中和/或在怠速运转中仅在单燃料运行中运转内燃机，以保证在冷运转范围中稳定的行驶特性和低的废气极限值。废气再循环到内燃机的抽吸系统中的废气在单燃料运行中可如本身已知的那样被冷却而在双燃料运行中被更少地或不被冷却，以在双燃料运行中尤其建立所供给的充气的均匀化和排气温度的提高。此外，通过激活更短的再循环管路或者减少集成到再循环管路中的AGR冷却器的冷却功能，在双燃料运行中可提高再循环的废气的排气温度。两个措施在结构上和在控制技术上可相对简单地实施。此外备选地或附加地，在带有压缩空气冷却器的内燃机中，在双燃料运行中可减少或中断压缩空气冷却器的冷却功能。根据本专利技术的内燃机特征在于，与在单燃料运行中相比，在双燃料运行中通过废气再循环阀的修正的控制以更高的废气再循环率来运行内燃机，并且此外，抽吸系统中的空气供给经由可控制的节流元件来节流成使得在废气中建立大于1至最大1.3、优选地大于1至最大1.2、最优选地1.03至1.1、尤其大约1.05的lambda值。尤其地，空气供给在双燃料运行中可借助于布置在排气系统中的至少一个lambda传感器在相应恒定的燃料供给的情况下经由节流元件来调节。优选地，lambda传感器可以是带有在0.7与4之间的测量范围的宽带lambda传感器，以保证在内燃机的整个运行范围上可靠地将抽吸系统中的节流元件或节流阀的调整到期望的lambda值上。在一在控制技术上简单的改型中，在内燃机的单燃料运行中抽吸系统的增压压力管路中的增压压力可经由绕过废气涡轮的至少一个旁通阀和旁通管路来控制，而在双燃料运行中旁通阀或多或或少持续地打开并且不发生增压压力调节，如这之前已所说明的那样。如果使用气体作为备用燃料，气体混合器特别优选地可在节流阀下游作为围绕共同的增压压力管路的环形间隙混合器来布置，其中，必要时废气再循环管路的入口部(Muendung)可集成到环形间隙混合器中，以在尺寸在结构上紧凑的情况下已经在内燃机的燃烧室之外建立燃烧用空气、气体和再循环的废气的均匀混合。最后，在本专利技术的一优选的设计方案中可使用两个相互联结的电子的发动机控制仪，其中的一个以传统的方式控制单燃料运行中的液态燃料的配量、增压压力、废气再循环等而第二发动机控制仪如在方法权利要求中所列举的那样控制两个燃料类型的配量、根据排气系统中的lambda值的条件控制节流阀、经由再循环阀控制提高的废气再循环、通过打开旁通阀控制增压压力的减小且必要时经由废气再循环及其冷却控制排气温度。附图说明下面根据在图1中的用于柴油运行和双燃料运行的内燃机的示意性的图示来详细阐述本专利技术的实施例。附图标记清单1内燃机2废气涡轮增压器低压级2a压缩机2b废气涡轮3废气涡轮增压器高压级3a压缩机3b废气涡轮4抽吸管路5空气滤清器6中间冷却器7连接管路8增压压力管路9增压空气冷却器10抽吸分配器11水冷却器12通风机13排气歧管14排气管路15排气管路16消声器17旁通管路18旁通阀19冲程阀20氧化催化器21废气再循环管路22废气再循环阀23废气再循环冷却器24喷射阀25喷射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行尤其用于机动车的自点燃式内燃机的方法，所述内燃机在单燃料运行中被供以自点燃的液态燃料而在双燃料运行中被供以所述液态燃料作为点燃介质以及供以气态的或液态的备用燃料，其中，所述液态燃料经由喷射装置被引入所述内燃机的燃烧室中并且燃烧用空气经由设置在抽吸系统中的用于调节增压压力的增压装置被预压缩，其中，此外设置有输送装置，经由其能够在所述双燃料运行中将所述备用燃料引入所述抽吸系统中，此外带有废气再循环装置，其经由废气再循环阀将所述内燃机的废气引回到所述抽吸系统中，其中，经由至少一个电子控制仪根据运行特定的和/或必要时行驶动力的参数的条件将所述燃料量配量成使得获得所要求的功率和与在所述燃烧室下游接入的至少一个废气净化装置相联系地限定的废气极限值，其特征在于，在所述双燃料运行中以相对于所述单燃料运行提高的废气再循环率来运行所述内燃机(1)，并且此外在所述抽吸系统(8)中将空气供给节流成使得在废气中建立大于1至最大1.3、优选地大于1至最大1.2、最优选地1.03至1.1的lambda值。

【技术特征摘要】
2012.02.16 DE 102012002948.91.一种用于运行自点燃式内燃机的方法，所述内燃机在单燃料运行中被供以自点燃的液态燃料而在双燃料运行中被供以所述液态燃料作为点燃介质以及供以气态的或液态的备用燃料，其中，所述液态燃料经由喷射装置被引入所述内燃机的燃烧室中并且燃烧用空气经由设置在抽吸系统中的用于调节增压压力的增压装置被预压缩，其中，此外设置有输送装置，经由其能够在所述双燃料运行中将所述备用燃料引入所述抽吸系统中，此外带有废气再循环装置，其经由废气再循环阀将所述内燃机的废气引回到所述抽吸系统中，其中，经由至少一个电子控制仪根据运行特定的参数和/或行驶动力的参数的条件将燃料量配量成使得获得所要求的功率和与在所述燃烧室下游接入的至少一个废气净化装置相联系地限定的废气极限值，其特征在于，在所述双燃料运行中以相对于所述单燃料运行提高的废气再循环率来运行所述内燃机(1)，并且此外在所述抽吸系统中将空气供给节流成使得在废气中建立大于1至最大1.3的lambda值以确保在所述废气中存在足够的氧气来使HC和CO的氧化成为可能。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于在所述抽吸系统中的节流阀来实现所述空气供给的节流，其此外至少根据应用在所述内燃机的排气系统(15)中的至少一个lambda传感器(38)的信号来调节。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述双燃料运行中，所述废气再循环率为所供给的空气量的40%或更多。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述内燃机(1)的双燃料运行中所述增压装置的增压压力以预设的程度减小。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在带有废气涡轮增压器的内燃机(1)中，设置有绕过废气涡轮(3b)的至少一个旁通阀(18)，借助于其在所述内燃机(1)的单燃料运行中来控制在所述抽吸系统的增压压力管路中的增压压力，其中，在所述内燃机(1)的双燃料运行中所述旁通阀(18)以限定的程度打开。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述内燃机(1)的双燃料运行中，将所配给的液态燃料量划分成预喷射和主喷射或者划分成预喷射、主喷射和再喷射，其中，始终在相应的气缸的上止点(OT)之前执行所述主喷射。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述内燃机(1)的双燃料运行中且在直至最大可能的扭矩的大约40%的低负荷时在相应的气缸的OT之前至少15度实现液态燃料主喷射并且/或者在所述双燃料运行中且在大于最大可能的扭矩的80%的高负荷时在相应的气缸的OT之前2至5度执行液态燃料主喷射。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：FW普吕姆，
申请(专利权)人：曼卡车和巴士股份公司，
类型：发明
国别省市：