內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分特征的內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]【背景技術(shù)】例如參見德國公開文獻(xiàn)DE 40 416 28 Al。由該公開文獻(xiàn)已知一種壓縮混合物的內(nèi)燃機(jī)，其包括二次進(jìn)氣裝置和空氣質(zhì)量測量裝置以及具有連續(xù)噴射燃料和空氣輔助的噴射閥，在此，為空氣輔助而設(shè)的空氣導(dǎo)管設(shè)有在內(nèi)燃機(jī)啟動和預(yù)熱階段中打開的截止閥。在該內(nèi)燃機(jī)中，燃料噴射發(fā)生在氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣通道中。借助該方案在內(nèi)燃機(jī)的啟動和預(yù)熱階段中改善混合物制備，以便減少有害的廢氣成分。
[0003]此外，德國公開文獻(xiàn)DE 199 44 946 Al公開了一種用于在增壓式內(nèi)燃機(jī)中補(bǔ)償增壓壓力的設(shè)備。該設(shè)備用于為渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)壓縮空氣，以便在渦輪增壓器的最佳運(yùn)行范圍之外改善運(yùn)轉(zhuǎn)性能。該設(shè)備優(yōu)選包括壓力容器、壓縮機(jī)和閥。壓力容器連續(xù)被供應(yīng)壓縮空氣。如果渦輪增壓器提供的增壓壓力不夠時，則閥打開并且壓縮空氣從容器進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)的氣缸中。這種系統(tǒng)的應(yīng)用目的尤其在于，在渦輪增壓器的最佳運(yùn)行范圍之外為渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)充氣。
[0004]該方案的缺點(diǎn)在于很高的設(shè)備成本。
[0005]此外，德國專利文獻(xiàn)DE 40 27 963 Cl公開了一種往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其對于每個氣缸具有至少兩個進(jìn)氣閥和相配的進(jìn)氣通道，第一進(jìn)氣通道與廢氣再循環(huán)系統(tǒng)連接并且第二進(jìn)氣通道具有新鮮氣體一紊流系統(tǒng)。該往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的特征在于，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和新鮮氣體一紊流系統(tǒng)構(gòu)造為同樣偏心地通入相應(yīng)進(jìn)氣通道中的通道，以便在氣缸中形成渦流。
[0006]利用該方案解決進(jìn)一步提高在同類型內(nèi)燃機(jī)的氣缸中產(chǎn)生的紊流的任務(wù)。
[0007]該已知紊流系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，紊流系統(tǒng)基于所存在的壓力情況不能與排氣渦輪增壓器相結(jié)合地工作。
[0008]德國專利文獻(xiàn)DE 102 24 719 B4公開了另一種用于在渦輪增壓的同時提高內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的紊流的系統(tǒng)。由該專利文獻(xiàn)已知一種用于供應(yīng)增壓式內(nèi)燃機(jī)氣缸的裝置，其具有下述結(jié)構(gòu):
[0009]?在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣區(qū)段上游連接有增壓器；
[0010]籲在之間連接有由發(fā)動機(jī)控制器控制的閥的情況下將壓力存儲器連接到增壓器上，以便填充進(jìn)氣區(qū)段；
[0011]?進(jìn)氣區(qū)段的進(jìn)氣歧管一一這些進(jìn)氣歧管分別通向一個氣缸的進(jìn)氣通道一一連接在氣缸蓋上；
[0012]?在每個氣缸的進(jìn)氣閥上游通入一個待受控打開的用于導(dǎo)流的通道，該通道在之間連接有第一控制閥的情況下連接在壓力存儲器上；
[0013]?控制閥直接或間接由發(fā)動機(jī)控制器在填充相應(yīng)氣缸時電氣同步控制。
[0014]該已知的用于提高內(nèi)燃機(jī)燃燒室中的紊流的裝置的缺點(diǎn)也在于高的設(shè)備成本。
[0015]另外，由德國公開文獻(xiàn)DE 196 17 781 Al已知?dú)怏w動力噴射用于在內(nèi)燃機(jī)中增壓及輸入水。在該公開文獻(xiàn)中建議，借助少量高壓氣體(10至200巴)在正確的時間點(diǎn)加速進(jìn)氣歧管中的空氣柱，以便填充或沖刷燃燒室。
[0016]該建議的缺點(diǎn)在于始終需要巨大的空氣消耗量來使進(jìn)氣歧管中的空氣柱加速，在此，始終還沒有實(shí)現(xiàn)有效地干預(yù)提高燃燒室中的紊流度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種盡可能簡單的如何簡單地提高直噴式奧托內(nèi)燃機(jī)的充氣運(yùn)動(紊流度)可能性。
[0018]該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征部分特征來解決。
[0019]借助被引導(dǎo)直至所述至少一個換氣進(jìn)氣閥上游的單獨(dú)的通道(新鮮氣體導(dǎo)管)和根據(jù)本發(fā)明成形于端部上的噴嘴(又稱為脈沖噴嘴，其具有根據(jù)伯努利或文丘里或康達(dá)的流動幾何結(jié)構(gòu))，可在進(jìn)氣閥打開時將定向的新鮮氣體脈沖引入燃燒室中。根據(jù)該脈沖的強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)充氣運(yùn)動的不同水平。新鮮氣體脈沖的強(qiáng)度例如可簡單地通過壓縮機(jī)或填充有新鮮空氣的壓力容器或由新鮮空氣管路借助在節(jié)流元件上游的供應(yīng)點(diǎn)來調(diào)節(jié)或調(diào)整。由此除了點(diǎn)火角度、增壓壓力、噴射量和噴射正時外，還有利地為內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用提供了另外的參數(shù)“充氣運(yùn)動”。通過在新鮮氣體導(dǎo)管中設(shè)置渦流管可以進(jìn)一步顯著提高內(nèi)燃機(jī)的功率，因?yàn)橥ㄟ^冷卻所輸送的新鮮空氣可顯著提高所述至少一個氣缸的填充度。
[0020]伯努利:
[0021]伯努利發(fā)現(xiàn)了流體流速和流體壓力之間的關(guān)系。他發(fā)現(xiàn)在流動的流體(氣體或液體)中，速度增加伴隨著壓力下降。
[0022]所謂的伯努利流動常常用于例如:
[0023]—噴水栗中；
[0024]一化油器的吸入漏斗中；
[0025]—普朗特爾皮托管中，其例如用于飛機(jī)的速度測量；
[0026]一在以直至約300km/h的速度繞流飛機(jī)的機(jī)翼時。
[0027]文丘里:
[0028]意大利人文丘里發(fā)現(xiàn)流過管的不可壓縮的流體的流速與變化的管橫截面積成反比。即，在管橫截面積最小處流體的速度最大。
[0029]根據(jù)不可壓縮的流體的連續(xù)定律，從任意管區(qū)段流出的流體量與流入該區(qū)段的流體量相同。因此流體必須以與管的其余部分相同的流量(體積/時間)經(jīng)過細(xì)窄部，因而流體的速度必然強(qiáng)制增大。
[0030]康達(dá):
[0031]康達(dá)效應(yīng)表示不同的無因果關(guān)系的現(xiàn)象的總稱，這些現(xiàn)象具有氣體射流或液體流的粘附在凸出表面上、而不是與之分離并沿原來的流動方向繼續(xù)運(yùn)動的趨勢。
[0032]精確的定義和與伯努利效應(yīng)的精確劃界是困難的。
[0033]康達(dá)在1910年建造了一架飛機(jī)、即康達(dá)一 1910。該飛機(jī)應(yīng)借助包括一個活塞驅(qū)動的壓縮機(jī)和兩個燃燒室的組合體來驅(qū)動。發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)身頂部上并且向斜后方噴出兩個推力射流?？颠_(dá)認(rèn)識到排氣跟隨機(jī)身輪廓并且沿其流動(康達(dá)效應(yīng))并且該飛機(jī)墜毀。
[0034]如今，康達(dá)效應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域例如是航空和一級方程式賽車(排氣技術(shù))。
[0035]渦流管:
[0036]眾所周知的渦流管是一種裝置，借助其可將氣體分為一個熱氣流和一個冷氣流。
[0037]處于壓力下的空氣(新鮮氣體)沿切向被吹入渦流室中，在此進(jìn)行快速旋轉(zhuǎn)(超過1000000轉(zhuǎn)/分)并且通過兩個不同的相對置設(shè)置的軸向空氣出口離開渦流室:
[0038]——冷空氣通過窄孔排出；
[0039]一一熱空氣通過對置的大得多的孔排出。
[0040]孔之間的溫差根據(jù)工作參數(shù)最高達(dá)46°C。在該過程中產(chǎn)生大約3千赫茲的振鳴聲，但其能夠借助適當(dāng)?shù)囊阎胧﹣硭p(然而，諧振器不適合于此)。
[0041 ] 本發(fā)明的有利的進(jìn)一步改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0042]根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)計范圍導(dǎo)致所希望的有利的紊流提高。
[0043]根據(jù)權(quán)利要求3至5的方案是優(yōu)選的實(shí)施方案。
[0044]根據(jù)權(quán)利要求6的方案允許以簡單的方式調(diào)節(jié)新鮮空氣管路中新鮮空氣的冷卻率。這改善了氣缸的填充度并且因此在無附加措施的情況下有利地提高了內(nèi)燃機(jī)的功率。
[0045]具有新鮮氣體導(dǎo)管的奧托內(nèi)燃機(jī)一一該新鮮氣體導(dǎo)管具有用于提高充氣運(yùn)動的設(shè)置在換氣進(jìn)氣閥附近的、根據(jù)伯努利、文丘里或康達(dá)效應(yīng)的按照本發(fā)明的噴嘴一一例如從壓力存儲器或壓縮機(jī)獲得其新鮮空氣質(zhì)量流，該新鮮空氣質(zhì)量流一方面具有確保用于使新鮮空氣管路中的主空氣質(zhì)量流在換氣進(jìn)氣閥上游轉(zhuǎn)向和因此用于充氣運(yùn)動最大化所需的空氣質(zhì)量的任務(wù)，并且另一方面該新鮮空氣質(zhì)量流可以被引導(dǎo)經(jīng)過渦流管，該渦流管根據(jù)所設(shè)定的工作參數(shù)將吹入的空氣質(zhì)量在環(huán)境條件下冷卻了直至46°C。該冷的新鮮空氣質(zhì)量在換氣進(jìn)氣閥上游根據(jù)整體配置(空氣質(zhì)量分布:主空氣質(zhì)量流/新鮮空氣質(zhì)量流、環(huán)境溫度、出現(xiàn)的壓力比和渦流管規(guī)格)冷卻新鮮空氣管路中的主空氣質(zhì)量流并且通過較冷的燃燒用空氣除了改善混合物形成(氣缸中的充氣運(yùn)動)的優(yōu)點(diǎn)之外還有利地提高奧托內(nèi)燃機(jī)I的功率。
【附圖說明】
[0046]下面參考兩個附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0047]圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的外源點(diǎn)火奧托內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0048]圖2示出用于一種實(shí)施例的按照本發(fā)明的噴嘴的安裝位置。
【具體實(shí)施方式】
[0049]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、在本實(shí)施例中為增壓式外源點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)I的結(jié)構(gòu)。該增壓式外源火內(nèi)燃機(jī)I包括至少一個氣缸2，在當(dāng)前實(shí)施例中為四個成排的氣缸2。為每個氣缸2配置有至少一個在圖1中未示出的換氣進(jìn)氣閥和至少一個在圖1中未示出的換氣排氣閥。內(nèi)燃機(jī)