[发明专利]气体运行的内燃机和用于其运行的方法

说明书

提供一种用于在带有内部的混合物形成的燃烧发动机的燃烧室中的气态燃料的氮氧化物‑贫乏的燃烧的方法。方法包括在抽吸过程期间喷射第一气体量；压缩气体‑空气‑混合物；在压缩期间或在压缩结束时开始喷射第二气体量，其中第一和第二气体量如此选择，以至于不超过NO_X‑排放的预设值；点燃气体‑空气‑混合物；且燃烧由第一气体量和第二气体量组成的总气体量，其中第一气体量预先混合地燃烧，且第二气体量主要在混合控制的燃烧中转化。此外提出了一种相应的燃烧发动机。

技术领域

本公开设计一种用于运行内燃机、在此尤其带有气态燃料的直接喷射的燃烧发动机的方法。

背景技术

已知的是，运行带有外部的混合物形成(Gemischbildung)的燃烧发动机、尤其燃气发动机(Gasmotor)且通过外部点燃装置(Fremdzündung)来点燃气体-空气-混合物。还已知的是所谓的双燃料燃烧发动机，在其中气体-空气-混合物通过少量的引导-燃料(Pilot-Brennstoff，有时称为领航-燃料或试验性-燃料)、例如柴油点燃。这样的双燃料燃烧发动机还可在纯粹的柴油运行中运行。

对于这样的燃烧发动机不利的是由于相对低的压缩比限制的效率，其是必要的，以便避免通过气体-空气-混合物的自行点燃(Selbstzündung)引起的不受控制的燃烧。这样的燃烧发动机的另外的缺点在于在负荷提高的情形中受限的动力学(Dynamik)。

还已知的是带有将气体直接地喷射到燃烧室中的燃烧发动机，其中气体通常以大约250到500巴喷射。气体量到燃烧室中的该喷射典型地大约在压缩冲程结束时接近上死点(OT)开始。少量的引导-燃料、例如柴油，或外部点燃装置、例如火花塞被用于点燃该气体射流(Gasstrahl)。

带有气体-直接喷射的燃烧发动机通常具有较高的热效率，其由较高的压缩比产生。这还导致在纯粹的柴油运行中的几乎相同的效率。在动态的过程的情形中、在双物质-运行中且在纯粹的柴油运行的情形中，行为可对照于带有直接喷入的纯粹的柴油发动机。

较高的NO_X-排放属于气体-直接喷射的缺点，因为带入的气体主要在混合控制的燃烧中转化。此外，显著的能量耗费可视作为不利的，其为了将气体压缩到喷射-压力上必须被施加。由于原理引起地较高的NO_X-排放值，带有气体-直接喷射和柴油典型的压缩水平的发动机因此常常(根据目标市场的排放法规或环境准则)装备有用于减少该问题的措施，例如废气再循环或选择性催化还原(SCR)。

文件CA 2838120 A1公开了一种直接喷入的、气体运行的发动机，其借助于引导-燃料的自行点燃被点燃。

在现有技术的背景下存在对于带有气体-直接喷射的燃烧发动机和用于其运行的方法的需求，它们具有改善的特性、尤其改善的排放-特征。

发明内容

本发明的任务通过一种根据本发明的方法和一种根据本发明的燃烧发动机解决。

在本发明的第一方面中提供一种用于在带有内部的混合物形成的燃烧发动机的燃烧室中氮氧化物-贫乏地燃烧气态燃料的方法。方法包括在抽吸过程(Ansaugvorgang)期间喷射第一气体量；压缩气体-空气-混合物；在压缩期间或在压缩结束时开始喷射第二气体量，其中第一和第二气体量如此选择，以至于不超过NO_X-排放的预设值；点燃气体-空气-混合物；且燃烧由第一气体量和第二气体量组成的总气体量，其中第一气体量预先混合地燃烧，且第二气体量主要地在混合控制的燃烧中转化。此外提出了一种相应的燃烧发动机。

方法的优点在于，混合的燃烧概念(带有来自预先混合的燃烧和混合控制的燃烧的组合)实现带有较高份额的预先混合的燃烧的运行。这通过喷射的气体流的较少份额的混合控制的燃烧，以及对于燃烧过程的提高的控制(Kontrolle，有时也称为监控)实现获得较低的NO_X-排放。