專利名稱：使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機運行的方法以及內(nèi)燃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求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、尤其是渦輪增壓的以重油驅(qū)動的柴油內(nèi)燃機實現(xiàn)運行的 方法。此外本發(fā)明還涉及按權利要求11的前序部分所述的內(nèi)燃機。
背景技術：
由實踐已知渦輪增壓的具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機。對于具有廢氣再 循環(huán)的渦輪增壓的內(nèi)燃發(fā)動來說，內(nèi)燃機的廢氣流在廢氣渦輪增壓機的 渦輪里卸壓，其中廢氣渦輪增壓機的渦輪驅(qū)動壓縮機，該壓縮機將輸入 到內(nèi)燃機的燃燒用空氣壓縮。在廢氣渦輪增壓機的渦輪的上游，從內(nèi)燃 機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)燃機的上游并由此在內(nèi)燃機汽缸的上游進 行混合。回輸?shù)膹U氣起到惰性氣體的作用，降低內(nèi)燃機氣缸里的燃燒峰 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)燃機來說，這種由實踐中已知的廢 氣再循環(huán)是有問題的，這是因為在重油中包含有大量的瀝青、灰分和 硫，因此在重油燃燒時產(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引燃燒用空氣的部件 上，因而會使損害這些部件的功能。這可能導致內(nèi)燃機的連續(xù)的、不可接受的運行惡化，并引起很繁瑣 的在內(nèi)燃機上的維護作業(yè)，尤其是清洗作業(yè)。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的任務是提出 一種用于使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機運 行的新式方法以及一種新式的內(nèi)燃機。這個任務通過按權利要求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)動的柴油內(nèi)燃機，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接或者說直接導入到內(nèi) 燃機的氣缸里。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)燃機氣缸的上游進行混合，因此可以使導引燃燒用空氣的構 件不受到污染。按照本發(fā)明的 一種有利的改進方案，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)燃機的氣缸里，使得在內(nèi)燃機的每個氣缸的吸氣沖程中-在該氣缸中其活塞當至少一個燃燒用空氣進氣閥打開時從 上死點向著下死點的方向運動-各個氣缸的這個或每個燃燒用空氣進 氣閥在到達下死點之前被關閉，其中在這個或每個燃燒用空氣進氣閥關 閉之后，在吸氣沖程期間、確切地說當由于燃燒用空氣在氣缸里的膨脹 而使氣缸里的壓力達到了廢氣再循環(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，使廢氣流的經(jīng)冷卻的分流進入到各個氣缸 里。當氣缸里的壓力達到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平時，才使廢氣流的 經(jīng)冷卻的分流進入到各個氣缸里的再循環(huán)終止。按照本發(fā)明的內(nèi)燃機在權利要求11中進行了規(guī)定。本發(fā)明的優(yōu)選的改進方案可見從屬權利要求和以下說明。本發(fā)明實施例根據(jù)附圖加以詳細說明，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)燃機運行的方 法的P-V圖。附圖標記列表1 工作點2 工作點 3、 3' 工作點4 工作點5 工作點6 工作點7 工作點8 工作點10 高壓部分11 換氣部分具體實施方式
本發(fā)明涉及一種使內(nèi)燃機、尤其是一種渦輪增壓的以重油驅(qū)動的柴 油內(nèi)燃機運行的方法，這種內(nèi)燃機具有廢氣再循環(huán)。在這種內(nèi)燃機中， 使內(nèi)燃機的廢氣流輸入到渦輪增壓機，其中使廢氣流在渦輪增壓機的渦 輪里卸壓。廢氣渦輪增壓機的渦輪驅(qū)動廢氣渦輪增壓機的壓縮機，該壓 縮機使輸入到內(nèi)燃機的燃燒用空氣或者純凈空氣壓縮。在廢氣再循環(huán) 中，在廢氣渦輪增壓機的渦輪的上游從內(nèi)燃機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)直接進入到內(nèi)燃 機的氣釭。以下按照圖1中四沖程內(nèi)燃機的實例，對按照本發(fā)明的方法進行詳細的說明，其中圖1表示了四沖程內(nèi)燃機的氣缸的所謂P(壓力)-v(流量)圖。四沖程內(nèi)燃機的氣缸的工作循環(huán)分成四個沖程，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圖原則上分成兩個部分，也就是一個所謂高壓部分10 和一個所謂換氣部分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1和2之間延伸，而工作沖程在工作點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1和工作點5之間，而吸氣沖程則在工作 點6和工作點1之間。對于四沖程內(nèi)燃機來說，按照本發(fā)明的直接進入到內(nèi)燃機的氣缸里程中，各個氣缸的活塞當Z少一個燃:用空氣進氣閥打一開時從上^點0T (工作點6)向著下死點UT (工作點1)的方向運動。在吸氣沖程期間， 在達到下死點UT之前，各個氣缸的這個或每個燃燒用空氣進氣閥在工 作點7處關閉。在這個或每個燃燒用空氣進氣閥在工作點7處關閉之后，各個氣缸 的活塞繼續(xù)向下死點UT的方向運動，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)進行下降。在吸氣沖程的工作點8處，氣缸里的壓力達到廢氣再循環(huán)中的壓力 水平pA，其中當氣缸中的壓力達到了廢氣再循環(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，廢氣流的冷卻的分流才被非 間接或者說直接導入到內(nèi)燃機的各個氣缸里。為此在吸氣沖程期間，至少一個配屬于氣缸的廢氣進氣閥打開，確 切地說，或者直接在氣缸里的壓力達到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平pA之下后。當各個氣缸里的壓力又達到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平pA時，廢 氣非間接或者說直接進入到內(nèi)燃機的氣缸里的回輸就被終止，其中這或 者在吸氣沖程中在達到下死點UT之前，隨著下死點UT的達到，或者也 在達: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 或每個配屬于各個氣缸的廢氣進氣閥關閉。因為在氣缸的區(qū)域里幾乎沒有什么局部的壓力差，于是可以在各個 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入到內(nèi)燃機的氣缸里。按照本發(fā)明的一種有利的改進方案，從廢氣流導出的分流在其引入 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。盡管本發(fā)明首先適合于使以重油驅(qū)動的柴油內(nèi)燃機運行，但本發(fā)明 也可以使用于汽油內(nèi)燃機(OUo-Brennkraf tmaschine )。這方法與驅(qū) 動內(nèi)燃機所用的燃料種類無關。如上所述，為了使廢氣直接或者說非間接地引入到內(nèi)燃機的氣缸 里，每個氣缸都配有至少一個廢氣進氣閥。廢氣進氣閥可以或者機械地 通過凸輪、或者用電或電子的方式進行控制，以便按照本發(fā)明方式使其 打開和關閉。
權利要求
1.用于使具有廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機、尤其是渦輪增壓的以重油驅(qū)動的柴油內(nèi)燃機運行的方法，其中從內(nèi)燃機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)直接進入到內(nèi)燃機的氣缸。
2. 按權利要求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)燃機的汽缸里，使得在內(nèi)燃機 的每個氣缸的吸氣沖程中，在該氣缸中其活塞當至少一個燃燒用空氣進 氣閥打開時從上死點向著下死點的方向運動，各個氣缸的這個或每個燃 燒用空氣進氣閥在到達下死點之前被關閉，其中在這個或每個燃燒用空 氣進氣閥被關閉之后，在吸氣沖程期間，即當由于燃燒用空氣在氣缸里 的膨脹而使氣缸里的壓力達到了廢氣再循環(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，使廢氣流的經(jīng)冷卻的分流輸入到各個 氣缸里。
3. 按權利要求2所述的方法，其特征在于，為此在吸氣沖程期間 使至少一個配屬于各個氣缸的廢氣進氣閥打開，確切地說直接當氣缸里 的壓力降低到廢氣再循環(huán)中的壓力水平以下時或者時間上在此之后。
4. 按權利要求2或3所述的方法，其特征在于，當氣缸里的壓力 達到了廢氣再循環(huán)中的壓力水平時，就終止廢氣流的經(jīng)冷卻的分流回輸 到各個的氣缸里。
5. 按權利要求4所述的方法，其特征在于，為此在達到吸氣沖程 中的下死點之后并由此在壓縮沖程期間，使這個或每個配屬于各個氣缸 的廢氣進氣閥關閉。
6. 按權利要求4所述的方法，其特征在于，為此在達到吸氣沖程 的下死點時或在此之前并由此在吸氣沖程期間，使這個或每個配屬于各 個氣釭的廢氣進氣閥關閉。
7. 按權利要求1至6中任一項或多項所述的方法，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)燃機的氣缸里。
8. 按權利要求1至6中任一項或多項所述的方法，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)燃機的氣缸里。
9. 按權利要求1至8中任一項或多項所述的方法，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 進行清潔。
10. 按權利要求1至9中任一項或多項所述的方法，其特征在于， 在廢氣渦輪增壓機的渦輪的上游從內(nèi)燃機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，尤其是渦輪增壓的、以重油驅(qū)動的 柴油內(nèi)燃機，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)直接進入到內(nèi)燃機的氣缸里。
12. 按權利要求11所述的內(nèi)燃機，其特征在于，每個氣缸分別配置有至少一個廢氣進氣閥，該廢氣進氣閥可以按照權利要求1至10中 任一項或多項所述的方法;，皮開啟和關閉。
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、尤其是渦輪增壓的用重油工作的柴油內(nèi)燃機進行運行的方法，其中在內(nèi)燃機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)直接進入到內(nèi)燃機的氣缸。
文檔編號F02D21/08GK101165330SQ200710180780
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權日2006年10月12日
發(fā)明者T·塞德爾 申請人:曼柴油機歐洲股份公司