利用空气提取供应涡轮增压式汽油发动机的主动预燃室

技术领域

本发明涉及一种内燃发动机，该内燃发动机包括至少一个汽缸，其中，至少一个汽缸具有主燃烧室，其用于燃料/空气混合物或燃料/空气/排出气体混合物的燃烧；和被冲洗的预燃室，其经由排出气体涡轮增压器和至少一个溢流导管来在流体侧上连接到主燃烧室。

背景技术

文献EP 2 948 667 B1描述了一种用于操作多缸活塞式发动机的方法。提供的是，在发动机中，每个汽缸具有往复式活塞和预燃烧室，并且，该方法包括以下的步骤：将气态燃料引入于发动机的吸入导管中；将液体先导燃料喷射到预燃烧室中；通过活塞而借助于压缩来使液体先导燃料点火；以及利用液体先导燃料的燃烧来使气态燃料点火，其中，在液体先导燃料的喷射之前，排出气体被引入于预燃烧室中。在此方法中，在排出气体被引入于预燃烧室中之前，排出气体被冷却，并且，在排出气体与吸入空气的混合物被引入到预燃烧室中之前，吸入空气与排出气体混合。

从文献DE 10 2016 112 537 A1获知用于给主燃烧室供应压缩的燃烧空气并且给预燃室供应燃料/空气混合物的通用类型的另一汽油发动机及相关联的方法。在此提供的是，汽油发动机包括至少一个汽缸，其中，至少一个汽缸包括：主燃烧室，其用于使燃料气体-空气混合物焚烧；和被冲洗的预燃室，其经由溢流通道来联接到主燃烧室。汽油发动机进一步包括：至少一个排出气体涡轮增压器，其具有用于离开至少一个汽缸的排出气体的膨胀的涡轮；和压缩机，其用于使将供应到至少一个汽缸的空气压缩，其中，针对将被供应有空气的至少一个汽缸而提供多个空气路径，其中，经由第一空气路径，至少可压缩的空气能够由第一压缩机供应到至少一个汽缸的主燃烧室，并且其中，经由第二空气路径，可压缩的空气能够由第二压缩机供应到至少每个汽缸的预燃室。

发明内容

本发明的目标是，提供新型通用汽油发动机和用于操作汽油发动机的新方法。

该目标通过奥托循环内燃发动机和操作内燃发动机的对应的方法而达到。

本发明的出发点是一种内燃发动机，该内燃发动机包括：

·至少一个汽缸，其中，至少一个汽缸具有：主燃烧室，其用于燃料/空气混合物或燃料/空气/排出气体混合物的燃烧；和被冲洗的预燃室，其在流体侧上经由至少一个溢流导管来连接到主燃烧室；和

·至少一个排出气体涡轮增压器，其具有：用于离开至少一个汽缸的排出气体的膨胀的涡轮；和压缩机，其用于使将由至少一个汽缸作为压缩的增压空气而供应的新鲜空气或新鲜空气/排出气体混合物压缩。

根据本发明，提供的是，

·提取点在压缩机的下游形成于增压空气管路中，冲洗管路从提取点分叉，部分的量的压缩的增压空气能够经由冲洗管路来提取，以便从至少一个预燃室冲洗，其中，辅助压缩机(supplementary compressor，有时称为附加压缩机)布置于冲洗管路中，辅助压缩机如所要求的那样增大压缩的增压空气的升高的压力。

优选地提供的是，第一中间冷却器在压缩机的下游、在提取点的上游布置于增压空气管路中。

提取点优选地布置于第一中间冷却器与通向至少一个主燃烧室的吸入歧管的节流阀之间。

进一步优选地提供的是，止回阀或止回阀和缓冲罐在冲洗管路中布置于辅助压缩机的上游。

根据本发明，优选地进一步提供的是，用于将燃料供应到增压空气的燃料供给管路的供给点在辅助压缩机的下游形成于冲洗管路中，增压空气借助于辅助压缩机来再压缩，并且作为新鲜空气或作为新鲜空气/排出气体混合物而存在于冲洗管路中。

优选实施例变型提供的是，新鲜空气从设置于上游的新鲜空气管路供应到压缩机，以便新鲜空气能够经由提取点来作为压缩的增压空气而提取，并且能够如所要求的那样借助于辅助压缩机来在冲洗管路中再压缩。

在另一优选实施例中，提供的是，新鲜空气/排出气体混合物从布置于上游的新鲜空气管路供应到压缩机，通过新鲜空气管路在压缩机的上游与排气管路的排出气体再循环管路连接。结果，排出气体能够供应到新鲜空气管路中的新鲜空气，以便新鲜空气/排出气体混合物能够作为通过排出气体涡轮增压器压缩的增压空气而经由提取点来提取，并且，新鲜空气/排出气体混合物能够如所要求的那样借助于辅助压缩机来在冲洗管路中再压缩。

用于操作内燃发动机的根据本发明的方法的特征在于，内燃发动机包括至少一个汽缸，其中，至少一个汽缸具有用于燃料/空气混合物或燃料/空气/排出气体混合物的燃烧的主燃烧室，并且具有在流体侧上经由至少一个溢流导管来与主燃烧室连接的被冲洗的预燃室，其中，内燃发动机进一步包括：至少一个排出气体涡轮增压器，其具有用于离开至少一个汽缸的排出气体的膨胀的涡轮；和压缩机，其用于使将作为压缩的增压空气而供应到至少一个汽缸的新鲜空气或新鲜空气/排出气体混合物压缩，其中，根据本发明，该方法的特征在于，冲洗管路所分叉自的提取点在压缩机的下游形成于增压空气管路中，经由该冲洗管路来提取在涡轮增压器的压缩机中压缩的部分的量的增压空气，以便冲洗至少一个预燃室，其中，在冲洗管路中，辅助压缩机布置成如所要求的那样使压缩的增压空气的压力升高，以便至少一个预燃室利用再压缩的新鲜空气或再压缩的新鲜空气/排出气体混合物来冲洗。

在本发明的优选实施例中，通过内燃发动机的结构设计而有可能的是，在辅助压缩机的下游的压缩的增压空气(特别地，新鲜空气或新鲜空气/排出气体混合物)如所要求的那样被供应有燃料，以便至少一个预燃室能够利用再压缩的燃料/新鲜空气混合物或再压缩的燃料/空气/排出气体混合物来冲洗。

附图说明

本发明在下文中参考附图而解释。该图示出：

图1是内燃发动机(特别地，根据本发明的汽油发动机)的示意表示，其中，利用在排出气体涡轮增压器的下游进行的空气提取来将空气供应到用于涡轮增压式汽油发动机的主动预燃室。

具体实施方式

本发明涉及具有汽油发动机(特别地，利用气体或液体燃料来操作的汽油发动机)的内燃发动机和用于操作这样的汽油发动机的方法。

图1示出根据本发明的汽油发动机1的图解，汽油发动机1包括若干汽缸Z。汽缸Z中的每个具有主燃烧室BK和预燃室(未清楚地示出)，其中，相应的预燃室经由至少一个溢流导管(未示出)来联接到相应的汽缸Z的主燃烧室BK 。

在汽油发动机1的汽缸Z中，即，在汽缸Z的主燃烧室BK的区中，燃料气体与空气的混合物被焚烧，其中，得到的排出气体F

在所图示的示范性实施例中，借助于涡轮侧旁路来进行的最简单的形式的升高的压力控制以升高的压力控制折板(flap，有时称为活门)201-1示出。

示范性实施例涉及利用火花点火的内部混合物形成的汽油发动机1，即，燃料/空气混合物通过经由主燃烧室BK中的喷射器/喷射阀(未示出)来直接喷射液体燃料或喷射气态燃料而形成，并且借助于点火装置(未示出)来点火。所描述的方法还可以在外部混合物形成中类似地使用。这意味着，图示和随后的描述基于混合物形成的若干实施例中的一个而提供。

在示范性实施例中，排出气体再循环管路IV形成于涡轮201的上游，以常规方式，涡轮201包括排出气体再循环冷却器205和排出气体再循环折板206，其中，排出气体F

根据本发明，汽油发动机1具有两个部分增压空气管路II-1和 II-2，增压空气F

从共同增压空气管路II出发，第一部分增压空气管路II-1将压缩的增压空气F

从共同增压空气管路II出发，第二部分增压空气管路II-2将压缩的增压空气F

换而言之，增压空气管路II具有提取点II-E(位于节流阀102的上游)，在提取点II-E处，压缩的增压空气F

在提取点II-E的下游，止回阀301(优选地，缓冲罐302和辅助压缩机303)被分配给冲洗管路II-2，并且，在将冲洗管路II-2适当地划分成个别的冲洗空气管路之后，定时阀304被分配给每个汽缸Z，经由定时阀304，在预定义的时间，预定义的量的冲洗空气F

根据本发明，还提供的是，为了冲洗相应的汽缸Z的预燃室，不仅提供冲洗空气F

如果存在空气-燃料蒸汽混合物F

根据本发明，要求高于增压空气F

因此，提出的是，根据本发明而布置的辅助压缩机303将冲洗管路II-2中的增压空气F

换而言之，由辅助压缩机303生成的冲洗压力始终高于存在于预燃室中的压力。取决于需求的压力借助于辅助压缩机303来生成，辅助压缩机303的压力水平高于预燃室压力，以便在打开相应的定时阀304时，始终保证沿主燃烧室BK的方向可靠地冲洗预燃室13。因而，辅助压缩机303的下游的压力始终大于排出气体涡轮增压器200的压缩机202的压力。压缩机202和压缩机303相应地构造并且根据解释而操作。

以有利方式，由于将增压空气F

优选地提供的是，在中间冷却器LK1的下游提取增压空气F

有利地，在中间冷却器LK1的下游提取增压空气F

在备选实施例中，新鲜空气管路I中的新鲜空气F

在此情况下，新鲜空气/排出气体混合物F

参考编号列表

1 内燃发动机/汽油发动机

101 空气过滤器

102 节流阀

Z 汽缸

BK 主燃烧室

200 排出气体涡轮增压器

201 涡轮

202 压缩机

201-1 升高的压力控制折板

203 预催化转换器

204 主催化转换器

205 排出气体再循环冷却器

206 排出气体再循环折板

301 止回阀

302 缓冲罐

303 辅助压缩机

304 定时阀

LK1 中间冷却器

LK2 中间冷却器

I 新鲜空气管路

II 增压空气管路

II-E 提取点

II-1 第一部分增压空气管路

II-2 第二部分增压空气管路、冲洗管路

II-2Z 供给点

III 排出气体管路

IV 排出气体再循环管路

V 燃料供应管路

F

F

F

F

F

F

F

K 燃料

K/F

K/F