用于运行气体动力内燃机的方法与流程

本发明涉及一种用于运行气体动力内燃机的方法，其中，在内燃机的接通运行状态期间，在流入阶段期间将含氧气体、较佳的是空气引入到至少一个气缸中用于燃烧，并且其中，燃料被馈送到至少一个喷射器，在主喷射过程中由喷射器喷射到气缸中，并且在主点火过程中在那里被点燃。

背景技术：

1、众所周知，在气体动力内燃机中，即，在使用例如氢气、天然气等的在正常大气条件下为气态的燃料运行的内燃机中，在关断之后，一残余比例的燃料留在喷射器和/或供应喷射器的管线中。因此，在接通运行状态结束之后，在喷射器中和/或经由喷射器的供应管线存在处于高压下的残余燃料。为了降低关断状态下在这些零件中产生的压力，在主点火过程中的最后一次常规燃烧之后，将留下的(剩余的)气体释放到环境中或转移到对应的收集容器中。这要么导致环境被燃料污染的问题，并且可燃气体也代表着安全风险，要么由于额外部件而导致设计复杂。

2、de 10 2015 210 756 a1、ep 3 486 458 a1和jp 2004076698 a讨论了在流入阶段和主点火期间的主喷射过程中的关断过程期间消耗喷射器中的留下的燃料，并且由此继续驱动内燃机(再转)几圈的方法。由于喷射器中燃料量的减少、以及由此导致的喷射器中压力的降低，进入气缸的喷射量变得越来越小。这可能会导致主点火失败，因为在流入阶段，所喷射的少量燃料被进入的空气过分稀释。因此，未燃烧的燃料可能逃逸到环境中。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种尽可能安全和环境友好，并且所需设计简单的方法。

2、根据本发明，该目的通过以下方式实现：在内燃机的关断过程期间终止对喷射器的燃料供应，在主点火之后并且在随后的副喷射过程中的流入阶段开始之前，将留在喷射器的区域中的燃料喷射到内燃机的至少一个气缸中，并且在副点火过程中点燃该燃料。

3、这允许去除留下的燃料，并且在不将其释放到环境中或不必单独存储的情况下释放一个或多个喷射器。执行该方法不需要进行重大的技术调整或更复杂的设计，但它确保了没有未燃烧的燃料到达外部世界并造成环境风险，甚至以不受控制的方式点火。

4、并非必须喷射并点燃所有留下的燃料，而是必须将相关部件中的留下的燃料的压力降低，特别是降低到环境压力。当内燃机关断时，这可以防止任何燃料，尤其是氢气泄漏的危险。

5、这种在接通运行的正常点火循环之外的进一步点火，即副点火，确保了燃料燃烧而不会显著干扰内燃机的输出运动。这种副点火较佳地在活塞上仅施加可忽略的力或不施加力；较佳地不存在像主点火的情形下那样的、活塞的由副点火引起的向下运动(或抑制向上运动)。因此，内燃机不会因该额外点火而受到应力。

6、较佳地，在关断过程期间终止向喷射器供应燃料，并且只有在那时才喷射并点燃留在喷射器的区域中、特别是分配装置中的燃料。

7、这是指向喷射器的燃料供应结束时仍在到喷射器的供应管线中、以及在喷射器本身中的留下的燃料。通常，一个或多个喷射器经由减压装置，即所谓的压力调节器来供应燃料。较佳地，提供用于供应一个或多个注射器的管线系统，其中，该管线系统具有至少一个减压装置。该减压装置用于降低来自燃料源(例如，燃料罐)的燃料的压力，并以较低的压力将其供应到喷射器。较佳地，剩余在至少一个压力调节器与喷射器之间的燃料在根据本发明的关断过程期间被喷射和点燃。

8、此外，管线系统还可以具有用于在喷射器之间分配燃料的分配装置。

9、流入阶段是进气端口连接到燃烧室，即气缸内部，并且空气或另一种含氧气体流入燃烧室的阶段。气体可以被预压缩和/或与添加剂混合，添加剂例如是燃料、氮气或其他气体、液体或固体。这种流动连接可以例如通过打开至少一个阀和/或通过移动活塞并因此释放至少一个通道开口来实现。因此，在阀打开的情况下，流入阶段从阀开始打开而开始，并以阀关闭结束而结束。这同样适用于运动引起的通道开口露出。

10、打开时，主点火用于在活塞上施加力，以将其推向下止点。通常，主点火发生在上止点处或至少在其附近。

11、用于上述方法的内燃机通常用于运行车辆，特别是用于驱动车辆。

12、在接通运行状态下，发动机正常运行，以便例如为车辆提供扭矩，特别是为其移动提供扭矩。因此，这是内燃机的正常运行，其中燃料连续燃烧，(一个或多个)活塞因此从上止点到下止点循环移动；并且，反之亦然。

13、如果内燃机要从接通运行状态转移到怠速状态，即，例如当车辆驻车时的关断状态，则执行关断过程，在该关断过程中，退出接通运行状态并且内燃机停止提供用于移动的相关扭矩。通常，关断过程的确切顺序由发动机控制单元的程序定义，例如，当接收到对应的使用者请求时，发动机控制单元启动关断过程。在该过程期间，在燃料的主点火过程中用以产生扭矩的常规喷射和燃烧被终止，因为这不再被需要。活塞仍然可以执行几圈旋转或部分的旋转，直到它们停止为止。因此，即使可能不是诸如主喷射或主点火的所有受主动控制的活动都不再发生，活塞仍然至少部分地运动通过各个阶段，例如流入阶段或排气阶段。然而，由于阀的机械控制或关断过程期间流动开口的露出，与进气管道和排气管道的流动连接通常发生在运动经过进气阶段和排气阶段时。

14、较佳地，规定在内燃机的接通运行状态下，在排气阶段期间从气缸排出废气，留下的燃料在排气阶段开始时或其之后、较佳地在排气阶段中、特别佳地在排气阶段的前半程中被喷射和点燃，。这使得被燃烧的气体能够在副点火后直接从燃烧室中逸出，并防止燃烧室中的压力在副点火期间增加，而这种压力的增加会无意中影响活塞的运动。还可以规定，留下的燃料在排气阶段结束前的至少10°曲轴角度处、较佳地在排气阶段结束前的至少20°曲轴角度处被喷射并且较佳地也被点燃。

15、排气阶段是这样一个阶段，在该阶段中，至少一个排气管道流动连接到燃烧室，即气缸内部，而排气气体可以流出燃烧室。这种流动连接可以例如通过打开至少一个阀和/或通过移动活塞并因此释放至少一个管道开口来实现。因此，在阀打开的情况下，排气阶段从阀开始打开开始。

16、排气阶段和流入阶段可以重叠，或者流入阶段甚至可以与排气阶段重合。这尤其在二冲程运行中是可能的，但在四冲程运行中也是可能的。

17、前半程是指在时间方面的前半程。前半程中的喷射确保气缸中有足够的空间来实现点火，而不会显著影响活塞的运动。

18、在一个较佳实施例中，规定对留下的燃料的点火在对留下的燃料的喷射开始后最大20°的曲轴角度处进行，较佳地在对留下的燃料喷射开始后最大10°的曲轴角度处进行。这确保了留下的燃料能够在燃烧室中自行分配，并在被点燃之前与那里的氧气混合，而不会失去太多时间。这在不损害活塞运动的情况下使得尽可能完全地燃烧。

19、较佳地，对留下的燃料的点火在喷射开始后的至少5°曲轴角度处进行。

20、可以规定，压力调节器将来自燃料罐的燃料在设定压力下经由分配装置引导到多个喷射器，并且在关断过程期间，较佳地在留下的燃料被喷射和点燃之前，压力调节装置终止对分配装置的燃料供应。这样使得能够在喷射期间正确设定燃料压力。在分配装置中，压力调节器在接通运行状态期间设定压力，这使得在气缸中产生期望的喷射压力。在关断过程期间，副喷射和点火会再次降低此压力。

21、从这个意义上讲，有利的是，在接通运行状态期间通过压力调节器降低燃料的压力。这意味着压力调节器上游的压力高于压力调节器下游的压力，即压力调节器降低了沿着燃料流动方向的压力。换言之，压力调节器在运行期间降低燃料的压力，使得燃料罐中的压力高于分配装置中的压力。因此，可以容易地设定压力调节器，并且燃料可以在高压下储存。这使得能够实现一种高效且节省空间的解决方案，在该解决方案中，喷射器所处的压力仍然被最佳地调节。

22、在这个意义上，也有利的是，在内燃机的关断过程期间，位于分配装置和/或喷射器中的燃料在主点火之后和随后的流入阶段开始之前被喷射到内燃机的至少一个气缸中并被点燃。以此方式，降低了喷射器或分配装置中的燃料的压力。

23、特别有利的是，内燃机以四冲程模式运行，在接通运行状态下，在进气冲程期间，将含氧气体，较佳地将空气引入到气缸中，并将燃料馈送到气缸中，并且在关断过程期间，留下的燃料在进气冲程开始之前被喷射到内燃机的至少一个气缸中并被点燃。进气冲程通常在上止点的区域中开始，通常在下止点的区域中结束。因此，流入阶段对应于四冲程运行中的进气冲程。

24、在四冲程运行中，较佳地，当内燃机接通时，在主点火期间在动力冲程中点燃气体。

25、动力冲程是发生常规点火的冲程，它将气缸推向下止点。通常，动力冲程从0°曲轴角度，即上止点开始；到180°，即下止点结束。

26、可以规定，在接通运行状态下，在排气冲程开始时或在其期间从气缸排出废气，并且在关断过程期间，留下的燃料在排气冲程结束之前被喷射到内燃机的至少一个气缸中并且被点燃。这确保了由副点火产生的废气也被完全排出，从而当发动机重新起动时，燃烧室准备好再次进行主点火。

27、排气冲程通常是紧接在动力冲程之后的冲程，在此期间燃烧室中的被燃烧的气体被排出。较佳地，排气冲程从180°曲轴角度，即下止点曲轴角度开始；到360°，即上止点结束。通常，至少一个排气阀在动力冲程期间打开，这在燃烧室与排气管道之间建立了流动连接，气体可以通过该流动连接逸出。

28、也有利的是，在关断过程期间，在排气冲程开始前的30°曲轴角度处或之后，较佳地在排气冲程开始前的20°曲轴角度处或之后喷射和点燃留下的燃料。这允许到最后一次主点火有足够的距离，但为喷射器提供了足够的时间和空间，使其尽可能完全释放。

29、还可以规定内燃机以二冲程模式运行。

30、在这个意义上，可以规定在内燃机的接通运行状态下，在排气阶段期间，从气缸排出废气，在关断过程期间，对留下的(剩余)燃料的喷射在排气阶段开始前的15°的曲轴角度处或之后，较佳地最早在排气阶段开始前的5°曲轴角度处或之后，特别佳地在排气阶段开始时或之后开始。在二冲程运行中，可用于喷射器通风的时间较少，但这种对喷射正时的选择仍然可以在不影响活塞运动的情况下实现。

31、在气缸的内燃机的运行期间的最后一次点火中，在关断过程期间留下的燃料被喷射和点燃，最后一次点火较佳地在过化学计量的点火混合物中执行，即，使用其中存在的空气多于完全燃烧燃料所需的空气的点火混合物，即贫油点火混合物。

32、如果设置多个气缸，则较佳地选择至少一个气缸用于留下的燃料的喷射和点火，该至少一个气缸在关断过程开始时位于用于喷射和点燃留下的燃料的可能的所描述的区域中和/或位于这些区域的正前方。这允许在关断信号之后尽可能快地降低压力。

33、特别佳的是，选择至少一个气缸用于留下的燃料的喷射和点火，该至少一个气缸位于可能的描述为用于留下的燃料的喷射和点火的区域中的、通向喷射器的燃料管线的端部的正后方，和/或位于这些区域的正前方。这允许关断过程保持得尽可能短，并将施加到喷射器的压力降至最低。