专利名称：用于运行机动车的内燃机的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行机动车的内燃机的方法，其中，用燃料冲洗暂时不被使 用的喷射阀以便避免和/或消除沉积。
背景技术：
在具有多个喷射阀的内燃机中可能发生的是，喷射阀中的几个相对很少被使用。 例如在用不同燃料运行的内燃机中情况即如此，所述燃料中的一种仅在很少的运行状态中 被喷入，或者在所谓的双燃料喷射式内燃机中情况亦即如此，这种双燃料喷射式内燃机不 仅具有用于进气管喷射的喷射阀而且具有用于直接喷射的喷射阀，其中，这些喷射阀的一 部分由于运行原因仅暂时被使用。但在仅以较大的时间间隔使用的喷射阀中可能发生沉积，例如通过内燃机废热引 起的燃料蒸发以及留下燃料组分的胶化(Verharzimg)或者通过在喷射阀后方产生的燃烧 产物引起所述沉积。这种沉积物不仅可由于改变燃料喷射量而对运行产生影响，而且在不 利的情况下甚至导致喷射阀损坏，这种损坏使得需要更换所述喷射阀。为了去除这种沉积 物，需要时常用燃料冲洗仅很少使用的喷射阀。由DE 10 2008 031 830 Al公开了开头所述类型的、用于运行内燃机的方法，这种 内燃机使用多种类型的燃料并且将这些类型的燃料通过不同的喷射阀输入气缸的燃烧室 中。为了在预定条件下、例如当喷射阀之一不持续地喷入一种燃料或另一种物质时避免该 喷射阀以后的运行由于喷射阀被炭黑或其它燃烧产物污染而受到影响，在该文献中提出， 借助第一喷射阀将第一燃料输入气缸，在第一发动机功率下借助第二喷射阀将第二燃料直 接喷射到气缸中，而在低于该第一发动机功率的第二发动机功率下，取代第二燃料借助第 二喷射阀将冲洗物质直接喷射到气缸中，其中，所述冲洗物质可包括第一燃料和/或第二 燃料。但当利用燃料来冲洗暂时不使用的喷射阀时，这导致内燃机后方的排气成分变 化，这是因为使用燃料进行冲洗便降低了排气中的空燃比。这又使得在排气管中设置于内 燃机后方的催化(转化)器中对不希望的排气组分如碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮 氧化物(NOx)的化学转化受到影响，这是因为至少在三元催化(转化)器的情况下排气的 最佳转化率要求理论配比(化学计量)比例(λ = 1)的恒定的空气燃料混合物。虽然原 则上可以设想，在对输入气缸的燃料空气混合物的预控制中考虑用于冲洗的燃料量。但这 非常复杂，一方面是因为在偶尔冲洗一个或多个喷射阀时输入到所述喷射阀中的燃料量例 如由于在喷射阀中覆盖炭黑或形成蒸汽泡而难于计算，另一方面是因为发动机控制单元中 所用的计算算法必须通过附加的计算算法补充，以便在混合物预控制中根据用于冲洗的燃 料类型和/或内燃机的运行条件来考虑用于冲洗的附加燃料量。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，这样改善开头所述类型的方法在内燃机的运行中，
3即使在混合物预控制中不考虑用于冲洗的燃料量的情况下也保证在内燃机的排气后处理 装置的催化器中对不希望的排气组分的完全转化。根据本发明，所述目的这样来实现在内燃机的滑行运行工况/推力运行工况 (Schubbetrieb)中用燃料冲洗暂时不被使用的喷射阀。在本专利申请的范围内，“燃料”可表示任意的可燃物质，所述可燃物质适于冲洗 内燃机的喷射阀或者为此目的使用所述可燃物质。另外，“滑行运行工况”表示其中内燃机 被车辆拖曳并且使曲轴进行转动运动或保持转动运动的机动车行驶状态。本发明的构思基于在现代车辆中，在内燃机的滑行运行工况中通常由于滑行断 油而中断燃料输入，由此，除用于冲洗的燃料外，仅为催化器输入在滑行运行工况中通常称 为“推进空气/滑行工况空气(Schubluft) ”的、氧含量约为21%的环境空气，而不输入另 外的燃料。因为冲洗暂时不被使用的喷射阀仅需要非常少量的燃料，根据本发明的一种有 利构型，对于每个喷射阀仅输入几毫克的燃料，所以，根据本发明的另一种优选构型，所述 少量的未燃燃料在催化器中完全与包含在推进空气中的氧反应并被转化成二氧化碳(CO2) 和水(H2O)。因为内燃机在滑行运行工况中不着火，即在气缸的燃烧室中没有燃料燃烧，所 以在滑行运行工况中既不产生一氧化碳也不产生氮氧化物，由此，利用推进空气中的氧对 用于冲洗阀的燃料的转化便足以满足对内燃机排气排放的严格规定。为了防止由于用于冲洗阀的燃料与推进空气中的氧之间的放热反应而使催化器 过度升温，本发明的另一优选构型提出，将为进行冲洗而使用的燃料量与在冲洗期间输入 内燃机的推进空气的量之间的比例调节成，在该冲洗期间在内燃机下游在排气管路中调节 出超理论配比(比理论配比更稀)的空燃比，其中，优选具有高氧含量和低燃料含量的非常 稀的混合物，其中，空燃比具有λ >3的值，优选具有λ >4的值。合理地，可在冲洗期间通过对推进空气输入的相应控制和/或对燃料流量的相应 控制来进行所述调节，这就是说，通过对每单位时间输入一个或多个待冲洗的喷射阀中的 空气量和/或燃料量的相应控制来进行所述调节。对于在滑行运行工况中冲洗多个喷射阀的情况，也可以通过以依次(相继，一个 接一个)、相互重叠或同时进行的方式将用于冲洗的燃料输入待冲洗的喷射阀来控制排气 中的空燃比。
下面借助附图所示的实施例对本发明进行详细描述。图1示出了具有用于两种不同燃料的不同喷射阀的内燃机的示意性视图。
具体实施例方式图1所示的机动车内燃机1包括气缸曲轴箱2，该气缸曲轴箱具有多个气缸3(仅 示出一个)、一个曲轴4和多个活塞5 (仅示出一个)，这些活塞通过连杆6与曲轴4连接并 且分别在气缸3之一中往复运动，其中，这些活塞与内燃机1的气缸3和气缸盖7 —起限定 燃烧室8的边界。曲轴4通过传动系(未示出)驱动机动车的车轮。气缸盖7设有进气通道9和进气门10，新鲜空气通过所述进气通道和进气门进入 气缸3的燃烧室8中。气缸盖7还设有排气通道11和排气门12，通过所述排气通道和排气门将排气从气缸3的燃烧室8排出到内燃机1的排气管13中。为了减少内燃机1的排气 排放，在排气管13中设有三元催化器14。内燃机1还具有多个第一喷射阀15(仅示出一个)，通过这些第一喷射阀可将第一 燃料直接喷入气缸3的燃烧室8。为此目的，安装在内燃机1的气缸盖7中的、由阀控制装 置16控制的第一喷射阀通过燃料泵17与用于容纳第一燃料19的第一燃料箱18连接。内燃机1还具有多个第二喷射阀20，通过这些第二喷射阀可将第二燃料23喷入气 缸3的燃烧室8以替代或补充第一燃料19。为此目的，安装在气缸盖7中的、同样由阀控 制装置16控制的(第二)喷射阀20通过燃料泵21与用于容纳第二燃料23的第二燃料箱 22连接。因为内燃机1根据对应的运行状态以第一燃料19和/或第二燃料23运行，所以 可能发生的是，两种燃料19、23以完全不同的程度得到使用。如果例如内燃机1在每次启 动后首先仅以燃料19运行一段时间，则在多个短距行驶的运行中，另一种燃料23很少被使 用。这又可能导致在内燃机1以所述另一种燃料23运行之后，抑留在喷射阀20中的燃料 由于内燃机1的废热而逐渐蒸发，其中，随着时间的推移，在喷射阀20中可能沉积高粘度或 胶粘性(harzig)的残留物。为了避免这种残留物影响到对通过喷射阀20喷入的第二燃料23的计量或者甚至 导致喷射阀20的损坏，这种损坏使得需要更换所述喷射阀，时常用燃料冲洗喷射阀20。通过冲洗喷射阀20，使附加量的燃料23进入气缸3的燃烧室8。但很难在混合物 预控制中考虑该燃料量，因为这种冲洗一方面仅以较大的时间间隔进行，另一方面通常仅 使用非常少的燃料23进行冲洗。尽管如此，为了避免排气成分变化以及避免三元催化器14中的排气转化由于这 种变化而受到影响，第二喷射阀20的冲洗仅在内燃机1的滑行运行工况中进行，当内燃机1 经由传动系被机动车的车轮驱动、例如在下坡时或者在借助内燃机1制动机动车时进行所 述清洗。在这种运行方式中，一方面内燃机1不着火并且除用于冲洗的很少的几毫克燃料 量的输入外向第一喷射阀15和第二喷射阀20的燃料输入中断，而另一方面，由于活塞5的 运动，在进气门10打开时通过进气通道9推进空气，亦即环境空气被抽吸到气缸3的燃烧 室8中，并且在排气门12打开时以基本上不变的成分通过排气通道11又被推出到排气管 13中。其结果是，在滑行运行工况中用于冲洗喷射阀20的燃料23在气缸3的燃烧室8 中与推进空气混合——因为内燃机1不着火，并与推进空气一起通过排气管13到达催化器 14,在所述催化器处该燃料由于推进空气的高氧含量而被完全转化成二氧化碳和水。为了避免由于燃料23和空气氧的放热反应造成的过热损坏催化器14，使用于冲 洗喷射阀20的燃料23和推进空气的流量彼此间这样协调，使得在排气管13中在催化器14 之前得到λ >4的空燃比值。由于在这种空燃比下的空气流量较大，所以降低了在燃料23和空气氧的反应中 每单位时间释放的热量，从而降低了由所述热量引起的催化器14温升。因此，当排气通道 11中推进空气温度约为200°C、在滑行运行工况中进行冲洗期间由于燃料23和空气氧在上 述λ > 4的空燃比下进行反应而使温度升高约500°C时，催化器14达到约700°C的温度，该温度低于催化器14的约900 1000°C的通常运行温度。附图标记清单1内燃机2气缸曲轴箱3气缸4曲轴5活塞6连杆7气缸盖8燃烧室9进气通道10进气门11排气通道12排气门13排气管14催化器15第一喷射阀16喷射阀控制装置17燃料泵18第一燃料箱19第一燃料20第二喷射阀21燃料泵22第二燃料箱23第二燃料。
权利要求
1.一种用于运行机动车的内燃机(1)的方法，其中，用燃料冲洗暂时不被使用的喷射 阀以避免和/或消除沉积，其特征在于在所述内燃机(1)或所述机动车的滑行运行工况中 用燃料03)冲洗所述暂时不被使用的喷射阀00)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在所述内燃机(1)或所述机动车的滑行运行 工况中，除用于冲洗的燃料外不将另外的燃料(19)输入所述内燃机(1)。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于为进行冲洗而输入所述暂时不被使用的 喷射阀OO)中的燃料03)的量对于每个喷射阀OO)取值为几毫克。
4.根据上述权利要求之一的方法，其特征在于为进行冲洗而输入所述暂时不被使用 的喷射阀OO)中的燃料03)在所述内燃机(1)的排气后处理装置的催化器(14)中燃烧。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于使所述燃料在所述催化器(14)中与推 进空气进行反应，所述推进空气在冲洗期间穿流过所述内燃机(1)。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于将为进行冲洗而每单位时间输入所述暂 时不被使用的喷射阀OO)中的燃料03)的量与在冲洗期间穿流过所述内燃机(1)的推进 空气的量之间的比例调节成，在所述内燃机(1)下游、所述催化器(14)上游调节出超理论 配比的空燃比。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于将所述比例调节成，在所述内燃机(1)下游调 节出其值为λ >3的空燃比。
8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于将所述比例调节成，在所述内燃机(1)下 游调节出其值为λ >4的空燃比。
9.根据权利要求6至8之一的方法，其特征在于在冲洗期间，通过使所述推进空气输 入和燃料流量相互协调来进行所述调节。
10.根据权利要求6至9之一的方法，其特征在于当在滑行运行工况中冲洗多个喷射 阀OO)时，通过以依次、相互重叠或同时进行的方式将燃料输入待冲洗的喷射阀OO) 来调节空燃比。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行机动车的内燃机(1)的方法，其中，用燃料(23)冲洗暂时不被使用的喷射阀(20)以避免和/或消除沉积。为了在内燃机(1)的运行中，在内燃机(1)的排气后处理装置的催化器(14)中以简单的方式实现对不希望的排气组分的完全转化，根据本发明提出在所述内燃机(1)的滑行运行工况中用燃料(23)冲洗所述暂时不被使用的喷射阀(20)。
文档编号F02M61/16GK102128116SQ20101057341
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月29日 优先权日2009年11月27日
发明者B·奥登达尔 申请人:奥迪股份公司