1.本发明涉及一种具有点火塞和预燃室点火塞的内燃机以及一种用于运行内燃机的方法。
背景技术:
2.从现有技术中已知具有预燃室点火塞的内燃机。如对于传统点火塞已知,预燃室点火塞包括布置在壳体中的中间电极和接地电极,该中间电极和该接地电极限定点火间隙,以该点火间隙点燃空气-燃料混合物。随后,该点燃的空气-燃料混合物通过位于预燃室点火塞的燃烧室侧端部处的塞帽中的开口被导入到内燃机的燃烧室中,其中,发生用于活塞冲程的空气-燃料混合物的实际燃烧。例如de 10 2019 205 478 a1示出了这样的预燃室点火塞。
技术实现要素:
3.与此相对,根据本发明的具有权利要求1的特征的内燃机的特征在于改进的运行方式,该运行方式允许在低爆震倾向的情况下的特别高的效率以及在任意运行状态下的可靠运行。根据本发明,这通过一种内燃机来实现,该内燃机包括至少一个气缸,并且该内燃机对于每个气缸包括点火塞和预燃室点火塞。此外,该内燃机对于每个气缸包括四个换气开口。在此,第一换气开口和第二换气开口分别是进入开口,并且第三换气开口和第四换气开口分别是排出开口。
4.在此,“点火塞”被视为常规的点火塞、尤其是具有暴露的电极的点火塞,其设立为用于借助至少两个电极之间的电点火火花来点燃燃料-空气混合物。特别优选地,点火塞具有直的中间电极和至少一个钩形的端电极或顶部电极。尤其是,这样的点火塞替代地也能被称为“火花点火塞(funkenz
ü
ndkerze)”。替代地,点火塞也可使用激光设备作为“点火塞”,该激光设备设立为用于借助激光辐射来点燃燃料-空气混合物。
[0005]“预燃室点火塞”被视为一种具有构造在塞帽内的预燃室的结构,该结构经由塞帽中的贯通开口与内燃机的燃烧室流体连接。由此,能够实现气体从预燃室穿过塞帽进入到燃烧室中,反之亦然。优选,在预燃室点火塞的轴向方向上观察,塞帽布置在预燃室点火塞的壳体的燃烧室侧端部上。在此,塞帽、壳体和预燃室形成预燃室点火塞的整体式组成部分。尤其是,预燃室因此位于预燃室点火塞内。在此,在预燃室内借助电极点燃位于其中的燃料-空气混合物,其中,火舌射流由此穿过塞帽的贯穿开口并且点燃燃烧室中的燃料-空气混合物。也就是说,燃烧室中的燃料-空气混合物的实际点燃借助由预燃室点火塞产生的火舌射流来实现火舌点火塞。优选,在此可将预燃室点火塞视为整体式构件,该整体式构件能紧固在内燃机的气缸盖中。优选,该紧固在此实现成使得在最终位置中塞帽中的贯通开口以预限定的方式取向,以便在运行时产生尤其是有针对性地取向的火舌射流。例如,预燃室点火塞能够构造成使得该预燃室点火塞能拧入到气缸盖的标准螺纹中,该标准螺纹能接收常见的点火塞。
[0006]
在此,常见的点火塞和预燃室点火塞的组合提供了内燃机的特别灵活、高效且可靠的运行方式的优点。由此,在任意运行状态下(例如冷启动、催化转化器加热阶段、部分负载、满负载等),能够始终最佳且可靠地点燃燃烧室中的燃料-空气混合物。优选,内燃机的运行能够设计成使得预燃室点火塞在最大可能的运行范围内用作单独的点火可能性,以便尤其是在高负载下实现有效的爆震减少和低的燃料消耗。在此,点火塞可以在预燃室点火塞的运行是不利的或不可能的运行范围内(例如在冷启动时)附加地或单独地运行,以便在这些范围内也实现可靠的点火。由此得到另一优点:预燃室点火塞可以特定地为了尽可能高效的运行、例如针对内燃机的确定运行点进行优化,其中,在其他运行点中的效率下降可以被忽略或被接受,因为在这些运行点中例如能够单独或附加地使用点火塞进行点火。此外,通过能对于不同运行范围始终最佳匹配的点火,可以避免内燃机的损坏(例如由于爆震、点火中断或燃烧不良而造成的损坏)并且因此可以实现内燃机的特别长的使用寿命。
[0007]
从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。
[0008]
优选,点火塞和/或预燃室点火塞布置在气缸的燃烧室的燃烧室顶部上。尤其是,燃烧室顶部形成燃烧室的沿着活塞的行程方向在上方的端部。优选,燃烧室顶部是内燃机的气缸盖的一部分。优选,预燃室点火塞和点火塞伸入到燃烧室中。优选,预燃室点火塞的塞帽和点火塞的电极在此伸入到燃烧室中。替代地,预燃室点火塞的和点火塞的燃烧室侧端部也能够布置在相应的塞孔中,在该塞孔中布置有相应的预燃室点火塞或点火塞。
[0009]
进一步优选,预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近燃烧室顶部的中心点。由此,能够以简单的方式借助所产生的火舌射流实现燃烧室的特别均匀的穿过,用于燃料-空气混合物的均匀点燃。替代地优选,点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近燃烧室顶部的中心点,以便借助点火塞实现特别有效且均匀的点火。
[0010]
优选,预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近气缸的侧壁。优选,预燃室点火塞在这种情况下构造和布置成使得借助预燃室点火塞在点火时所产生的火舌射流在朝向燃烧室中心的方向上取向。替代地,点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近气缸的侧壁。由此,在燃烧室顶部中心的区域中,有更多空间可用于预燃室点火塞,以便实现预燃室点火塞的运行的高效率。在此,侧壁被视为气缸的基本上柱形的侧表面,该侧表面也能称为活塞的工作面。
[0011]
特别优选地,预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近两个进入开口中的至少一个进入开口,尤其是更靠近两个进入开口。由此,能够实现特别良好地将新鲜燃烧空气输送至预燃室点火塞,以便在其运行中实现最佳点火。替代地优选,预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近两个排出开口中的至少一个排出开口,尤其是更靠近两个排出开口。在这种情况下,点火塞可以布置得特别靠近进入开口中的至少一个进入开口,以便实现点火塞的最佳新鲜空气供应。
[0012]
优选,点火塞相对于预燃室点火塞布置在进入侧或排出侧。“进入侧或排出侧”被视为一种参考方向,该参考方向说明进入开口和排出开口相对于彼此或者说在燃烧室顶部上的相对布置。尤其是,“点火塞相对于预燃室点火塞布置在进入侧”意味着,点火塞沿着从排出开口延伸至进入开口的轴线、在指向进入开口的方向上比预燃室点火塞布置得更远,也就是说,点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近进入开口。在此,特别有利的是,点火塞布置在预燃室点火塞的排出侧,即点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近排出开口。尤其是,在
这种情况下,预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近进入开口。由此,尤其是在预燃室点火塞运行时,通过进入开口进入的新鲜空气或进入的燃料-空气混合物能够由于预燃室点火塞在附近而特别有针对性地被点燃。
[0013]
进一步优选,换气开口布置在燃烧室顶部中,其中,燃烧室顶部通过两个彼此垂直的剖切平面被划分为四个象限。燃烧室顶部通过这两个剖切平面被划分成使得在四个象限中的每一个象限中分别布置有四个换气开口中的一个换气开口。在此,点火塞和/或预燃室点火塞(尤其是基本上)布置在两个剖切平面中的一个剖切平面上。换句话说,两个剖切平面分别居中地位于换气开口之间。优选,两个剖切平面相交于一平行于活塞方向的剖切线,活塞沿着该活塞方向可运动。换句话说,点火塞和/或预燃室点火塞基本上对称地位于两个换气开口之间。特别优选地,两个剖切平面形成燃烧室顶部的对称平面。通过将点火塞和/或预燃室点火塞布置在两个剖切平面中的一个剖切平面上能够实现特别有利的布置,因为在此在燃烧室顶部上具有最大自由空间需求的那些区域是可用的并且此外能够为了均匀地点燃燃料-空气混合物实现基本上居中的点火。
[0014]
优选,点火塞和/或预燃室点火塞布置在燃烧室顶部的中心点区域内。中心点区域基本上在径向上位于换气开口内部并且尤其包围围绕中心点或者说燃烧室顶部的顶部中心的区域。特别优选地,预燃室点火塞在此精确地布置在燃烧室顶部的中心点上。特别优选地,中心点区域由最大尺寸的、居中地内接在换气开口之间的圆限定。也就是说,点火塞和/或预燃室点火塞优选位于燃烧室顶部中央,从而实现了特别对称的、均匀的穿过并且因而实现了在整个燃烧室内的同时点火。尤其是在预燃室点火塞在中央时,由此能够利用实现点火的火舌射流实现对燃烧室的特别均匀的穿过并且因而能够实现均匀且高效的燃烧。
[0015]
特别优选地,点火塞和/或预燃室点火塞布置在两个相邻的换气开口与气缸的侧壁之间。尤其是,点火塞和/或预燃室点火塞在此径向地位于中心点圆外部,四个换气开口的中心点位于该中心点圆上。换句话说,点火塞和/或预燃室点火塞布置在燃烧室顶部的自由的、径向外部的区域内。尤其是,四个这种径向外部的且自由的区域围绕燃烧室顶部的周边分布。由此,燃烧室顶部上的可用空间能够特别有利地用于布置所有部件。例如,在此特别有利的是,点火塞和预燃室点火塞中的一个布置在中心点区域内部,而另一个布置在径向外部。优选,在此气缸的侧壁与点火塞之间的间距和/或气缸的侧壁与预燃室点火塞之间的间距为气缸的气缸半径的最大30%、优选最大15%。此外,由于靠近侧壁的侧向布置,点火塞和/或预燃室点火塞与燃烧室中心具有大的间距,从而例如热负荷比居中布置时更低。这对点火塞和/或预燃室点火塞的长的使用寿命产生有利影响。
[0016]
优选,内燃机还包括燃烧室燃料喷射器,该燃烧室燃料喷射器设立为用于将燃料、尤其是液态燃料或气态燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。
[0017]
优选,燃烧室燃料喷射器布置在燃烧室顶部上。尤其是,燃烧室燃料喷射器因此位于预燃室点火塞和/或点火塞附近,以便产生均匀的(优选在预燃室点火塞和/或点火塞的方位上取向的)燃料-空气混合物,用于均质的、均匀的点火。
[0018]
特别优选地,燃烧室燃料喷射器布置在两个相邻的换气开口与气缸的侧壁之间。尤其是,燃烧室燃料喷射器径向地位于中心点圆外部,四个换气开口的中心点位于该中心点圆上。换句话说,燃烧室燃料喷射器布置在燃烧室顶部的自由的、径向外部的区域内。尤其是,燃烧室燃料喷射器在此设立为用于在朝向燃烧室的中心的方向上喷射燃料,以便获
得均匀的分布和点火。在此,特别有利的是将燃烧室燃料喷射器布置在两个进入开口与气缸的侧壁之间,以便有助于燃烧前的最佳的、均匀的混合物形成。此外,侧向布置实现了燃烧室燃料喷射器与燃烧室中心的更大的距离,这能够对燃烧室燃料喷射器的较低热负荷产生有利的影响,以便能够实现长的使用寿命。
[0019]
优选,燃烧室燃料喷射器与气缸的侧壁之间的间距为气缸半径的最大30%、特别优选地最大15%。换句话说,燃烧室燃料喷射器优选靠近侧壁地布置,即不是在中央、而是侧向地布置在燃烧室顶部上。优选,燃烧室燃料喷射器在这种情况下倾斜地取向,使得待喷射的燃料的喷射方向在朝向燃烧室中心的方向上取向。通过燃烧室燃料喷射器的侧向布置,能够实现在燃烧室顶部上的特别节省空间的布置,由此尤其是在燃烧室顶部的中央区域中有更多的空间可用于布置点火塞和/或预燃室点火塞。
[0020]
特别优选地,燃烧室燃料喷射器和预燃室点火塞布置在燃烧室顶部的对置的侧上。替代地或附加地,燃烧室燃料喷射器和点火塞优选布置在燃烧室顶部的对置的侧上。尤其是,“对置”在此被视为关于燃烧室顶部的中心点对置的布置。由此,能够实现特别有利地充分利用可用于在燃烧室顶部上布置部件的自由空间。
[0021]
优选,燃烧室燃料喷射器布置在燃烧室顶部的中心点区域内,其中,中心点区域径向地位于换气开口内部。特别优选地,燃烧室燃料喷射器精确地布置在燃烧室顶部的中心点上。通过将燃烧室燃料喷射器在燃烧室顶部上布置在中央,能够实现特别均匀地、优选对称地喷射到燃烧室中,以便能够实现燃烧室中的特别均匀的燃料分布和高效的燃烧。
[0022]
特别优选地,预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近燃烧室燃料喷射器。燃烧室燃料喷射器和预燃室点火塞彼此邻近的这种布置对预燃室点火塞的高效且可靠的运行产生特别有利的影响。燃烧室燃料喷射器与预燃室点火塞之间的邻近实现了预燃室点火塞的预燃室的改进的扫气和混合物供应。替代地优选,点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近燃烧室燃料喷射器。在这种情况下,能够在点火塞的区域中提供特别良好的混合物供应。燃烧室燃料喷射器和点火塞彼此邻近的这种布置例如允许内燃机在催化转化器加热期间特别稳健地运行。
[0023]
优选,燃烧室燃料喷射器和预燃室点火塞以如下间距布置,该间距为气缸的气缸半径的最大50%、尤其是最大30%、优选最大10%。
[0024]
优选,燃烧室燃料喷射器和点火塞以如下间距布置,该间距为气缸的气缸半径的最大50%、尤其是最大30%、优选最大10%。
[0025]
特别优选地,燃烧室燃料喷射器的喷射方向(即燃料基本上沿着其喷射的方向)在朝向预燃室点火塞的方向上取向,尤其是朝着预燃室点火塞的塞帽取向。由此,能够实现预燃室点火塞的预燃室的特别良好的扫气和混合物供应。替代地优选,喷射方向基本上在朝向点火塞的方向上取向。
[0026]
优选,内燃机还包括进气管燃料喷射器,该进气管燃料喷射器设立为用于将燃料喷射到内燃机的进气管中。尤其是,内燃机包括两个进气管,其分别具有进气管燃料喷射器,其中,每个进气管在两个进入开口之一处通到燃烧室中。替代地,内燃机也可以包括恰好一个进气管燃料喷射器,该进气管燃料喷射器设立为用于将燃料喷射到两个进气管中。进一步替代地,内燃机可以包括恰好一个进气管燃料喷射器,该进气管燃料喷射器设立为用于将燃料喷射到共同的进气管区段中,其中,进气管区段在朝向燃烧室的方向上分成两
个进气管。有利地,替代于布置在燃烧室上的直接进行喷射的燃烧室燃料喷射器,设置有进气管燃料喷射器。由此,在燃烧室顶部上有特别多的空间可用于点火塞和预燃室点火塞,用于相应的最佳布置。
[0027]
此外,本发明涉及一种用于运行内燃机的方法,该内燃机具有至少一个气缸并且对于每个气缸具有四个换气开口、点火塞以及预燃室点火塞。在此,运行点火塞和/或预燃室点火塞,以便点燃气缸的燃烧室内的燃料-空气混合物。也就是说,在内燃机运行期间,既能够实现预燃室点火塞和点火塞的同时运行,也能够替代地单独实现点火塞或预燃室点火塞的运行,以便点燃气缸的燃烧室中的燃料-空气混合物。由此,能够实现内燃机的特别灵活且高效的运行。
[0028]
优选,在内燃机在高负载下运行期间,尤其是在停用点火塞的同时,单独运行预燃室点火塞。优选,高负载被视为在扭矩为内燃机的额定扭矩的至少20%、优选至少50%、特别优选地至少80%的情况下的运行。优选,该扭矩阈值可以取决于内燃机的转速或者另外的特性因数,例如λ值、阀的控制时间、发动机温度等。通过在高负载下单独运行预燃室点火塞,能够实现特别高效的运行以及内燃机的爆震倾向的有效降低。
[0029]
进一步优选,在内燃机在低负载下运行期间,尤其是在停用预燃室点火塞的同时,单独运行点火塞。优选,低负载被视为在扭矩小于内燃机的额定扭矩的80%、优选小于额定扭矩的50%、特别优选小于额定扭矩的20%的情况下的运行。由此,在低负载时也能够借助点火塞实现可靠的点火。
[0030]
特别优选地,在催化转化器加热阶段期间,尤其是在内燃机冷启动之后,运行点火塞。优选,在催化转化器加热阶段期间,尤其是在停用预燃室点火塞的同时,进行点火塞的单独运行。由此,在冷启动之后(例如还不存在用于运行预燃室点火塞的最佳条件)能够确保燃料-空气混合物的可靠且最佳的点火。
[0031]
优选,在内燃机的低的发动机温度下,例如在发动机温度为最大323k、尤其最大303、特别优选地最大293k的情况下,单独运行点火塞。作为发动机温度能够例如求取内燃机的冷却剂的温度,以便获得特别简单的确定。替代地,在这样的低温的情况下,也能够同时实现点火塞和预燃室点火塞的组合式运行。
[0032]
进一步优选,在内燃机的再次点燃期间、尤其是在推进阶段之后、即在车辆对内燃机的牵引运行之后,并且优选在非常低的负载下,进行点火塞的单独运行。替代地,在内燃机的这种再次点燃期间,也能够同时实现点火塞和预燃室点火塞的组合式运行。
[0033]
优选,尤其是在内燃机的单个工作循环内,以不同的、尤其是彼此独立的点火时间点来运行点火塞和预燃室点火塞。例如,优选在高负载下,能够仅在排气冲程期间运行点火塞,其中,优选仅使用预燃室点火塞来点燃燃料-空气混合物。由此,视内燃机的运行状态而定,能够分别实现最佳、完全且高效的燃烧。
[0034]
特别优选地,至少在具有至少为1的λ值的部分运行范围内运行内燃机。特别优选地,在该部分运行范围内运行预燃室点火塞。优选,在该部分运行范围内可以停用点火塞。然而,替代地,也能够进行点火塞和预燃室点火塞的组合式运行。在另一个替代构型中,在该部分运行范围内,即在停用预燃室点火塞的同时,能够单独运行点火塞。特别优选地,所述λ值在内燃机的至少一个部分运行范围内为至少1.05。也就是说,在这种情况下,在该部分运行范围内以稀薄的燃料-空气混合物运行内燃机。优选,在稀薄运行期间,运行预燃室
空气混合物在此能够可靠地且在内燃机1爆震倾向低的情况下被点燃。由此,能够实现内燃机1的特别节省燃料的运行,而没有因爆震而损坏的风险。
[0048]
点火塞2尤其是在冷启动之后、在催化转化器加热运行期间且在低负载下运行,以便在这些运行范围内也能够实现可靠地点燃燃烧室5中的燃料-空气混合物。
[0049]
在图2和图3中,简化地、示意性地示出燃烧室燃料喷射器6、点火塞2和预燃室点火塞3在燃烧室顶部50上的布置的多个优选的变型方案,所述变型方案将在下文中进行描述。在此,分别示出燃烧室顶部50沿着活塞方向的俯视图,内燃机1的(未示出的)活塞能沿着该活塞方向运动。活塞方向平行于气缸10的中央轴线12。
[0050]
如在图2和图3中能看出,所有四个换气开口4都具有相同的横截面。替代地,进入开口41和排出开口42也可以具有不同的横截面。特别优选地,进入开口41可以分别具有比排出开口42更大的横截面。替代地,排出开口42可以分别具有比进入开口41更大的横截面。换气开口4分别构造成圆形,并且因此内接到燃烧室顶部50中,使得提供了用于换气的最大总横截面。替代地,换气开口4也可以更小。
[0051]
为了简化地描述元件在燃烧室顶部50上的方位,绘出两个彼此垂直的且与活塞方向平行的剖切平面51、52。这两个剖切平面51、52在此将燃烧室顶部50划分成四个象限55、56、57、58,使得在每个象限55、56、57、58中分别存在四个换气开口4之一。尤其是,这两个剖切平面51、52也能被视为燃烧室顶部50的对称平面。如在图2、3和5中能看出,布置在燃烧室顶部50上的构件,即点火塞2、预燃室点火塞3和燃烧室燃料喷射器6,分别基本上位于两个剖切平面51、52之一上,因为在这里为这些构件提供了最大的空间。
[0052]
图2示出所述构件在燃烧室顶部50中的布置的变型方案,其中,燃烧室燃料喷射器6在中央方位。在此,将布置在中心点区域53内视为中央方位,该中心点区域包围燃烧室顶部50的中心点54并且基本上径向地位于换气开口4内部。通过燃烧室燃料喷射器6的中央方位能够实现所喷射的燃料喷雾在燃烧室5中的特别均匀的分布。
[0053]
在图2中示出的所有变型方案中,燃烧室燃料喷射器6均位于中心点54的进入侧,即,距离两个进入开口41比距离排出开口42更近。详细地,燃烧室燃料喷射器6完全位于两个进入侧的象限55、58中。由此,在中心点区域53内存在用于另外的构件(即点火塞2或预燃室点火塞3)的空间。
[0054]
此外,燃烧室顶部50具有四个侧区域59,所述侧区域分别布置在两个相邻的换气开口4与气缸10的侧壁11之间,并且,在所述侧区域内能够布置构件。
[0055]
图2(a)示出预燃室点火塞3在中心点区域53内的布置。由此,能够借助预燃室点火塞3实现尽可能居中地点燃燃料-空气混合物,从而能够实现借助火舌射流30特别均匀地穿过燃烧室5并且因而能够实现燃烧室5中的特别均匀的点火。此外,由此能够将预燃室点火塞3与燃烧室燃料喷射器6之间的间距36保持为最小,这对预燃室35的扫气和混合物供应产生有利的影响。
[0056]
在此,预燃室点火塞3构造和布置成使得在其运行时所产生的火舌射流30基本上均匀地在朝向四个换气开口4中的每一个换气开口的方向上取向。在此应注意,火舌射流30的取向在附图中仅示例性地示出。相反,火舌射流30的任意取向都是可能的。例如,在另一个有利的构型中,优选当预燃室点火塞3位于剖切平面51、52之一上时,火舌射流30中的至少一个火舌射流平行于这些剖切平面51、52之一取向。特别有利的是,火舌射流30中的至少
一个火舌射流始终在朝向燃烧室5的进入侧的方向上、即在朝向进入开口41之一的方向上取向。
[0057]
此外,图2(a)的布置由于燃烧室燃料喷射器6和预燃室点火塞3邻近而提供了在运行预燃室点火塞3时内燃机1的特别高效的运行方式,因为所产生的喷雾能够特别有针对性且可靠地通过火舌射流30被点燃。此外,由于燃烧室燃料喷射器6和预燃室点火塞3邻近,能够实现预燃室点火塞3的预燃室35的高效的扫气和最佳的混合物供应,这对预燃室点火塞3的稳健且有效的运行产生特别有利的影响。
[0058]
点火塞2在图2(a)的变型方案中侧向地靠近气缸10的侧壁11布置。详细地,点火塞2布置在进入侧的侧区域59中,该进入侧的侧区域位于两个进入侧的象限55、58中,即靠近两个进入开口41。由此,在点火塞2运行时,能够在点火塞2的区域中提供良好的新鲜空气供应。
[0059]
图2(b)示出基本上相应于图2(a)的布置的一种布置,区别在于,点火塞2布置在排出侧的侧区域59中,即靠近两个排出开口42。由此,例如,燃烧室燃料喷射器6能在更大程度上朝向排出开口42的方向取向,以便使燃料喷雾靠近塞3和点火塞2。
[0060]
图2(c)示出类似于图2(a)的布置,其中,点火塞2和预燃室点火塞3的位置互换。也就是说,点火塞2布置在中心点区域53中、靠近燃烧室燃料喷射器6,并且,预燃室点火塞3布置在进入侧、靠近侧壁11。在此,通过将点火塞2靠近中心点54且靠近燃烧室燃料喷射器6地布置在中央,能够在借助点火塞2进行点火期间、优选在低负载时和/或在催化转化器加热阶段期间实现内燃机的特别稳健且高效的运行。
[0061]
在此,预燃室点火塞3构造和布置成使得火舌射流30在朝向燃烧室顶部的中心的方向上取向。由此,在预燃室点火塞3单独运行时,例如在内燃机1的中负载或高负载范围内也能够实现特别节省燃料的运行。此外,预燃室点火塞3的侧向布置由于远离燃烧室5的中心而提供了以下优点:较低的温度作用于塞帽32并且因此能够实现预燃室点火塞3的更低的负荷和更长的使用寿命。
[0062]
图2(d)示出基本上相应于图2(c)的布置的一种布置,区别在于,预燃室点火塞3布置在排出侧的侧区域59中,即布置在点火塞2和燃烧室燃料喷射器6的排出侧。在这种情况下,预燃室点火塞3产生的火舌射流30在朝向进入开口41的方向上取向。
[0063]
图2(e)示出类似于图2(a)和(b)的具有在中央的预燃室点火塞3的布置,其中,点火塞2布置在位于第二剖切平面52上的侧区域59中。在这种情况下,侧区域59位于两个进入侧的象限55、58之一和两个排出侧的象限56、57之一中。由此,能够提供点火塞2在气缸盖15中的特别有利的安装方位,因为与进入开口41和排出开口42连接的进气管和排气管通常在气缸盖15内彼此远离地指向。替代于在图2(e)中示出的、在象限55和56的右侧区域59中的方位,点火塞2也可以布置在象限57和58的左侧区域59中。
[0064]
图3示出变型方案,其中,燃烧室燃料喷射器6侧向地布置在燃烧室顶部50上、即进入侧的侧区域59中。在此,燃烧室燃料喷射器6以较小的间距61距离侧壁11布置。在此,通过燃烧室燃料喷射器6的侧向布置,在燃烧室顶部50的围绕中心点54的中央中心点区域53中,有大量空间可用于点火塞2和预燃室点火塞3,使得该点火塞和该预燃室点火塞两者能够为了改进的均匀点火尽可能布置在中央。在此,燃烧室燃料喷射器6的喷射方向在朝向燃烧室中心的方向上取向,以便实现燃烧室5中的燃料喷雾的尽可能均匀的分布。
[0065]
在此,在图3(a)和图3(b)中示出变型方案,其中,点火塞2和预燃室点火塞3分别布置在中心点区域53内。由此,点火塞2和预燃室点火塞3均尽可能靠近燃烧室顶部50的中心点54,从而对于该点火塞和该预燃室点火塞都能够以尽可能在中央的均匀点火实现最佳运行。图3(a)在此示出点火塞2布置在预燃室点火塞3的进入侧的变型方案,其中,在图3(b)中示出点火塞2布置在预燃室点火塞3的排出侧的变型方案。
[0066]
在图3(c)和图3(d)中还示出了变型方案,其中,点火塞2布置在中央并且预燃室点火塞3侧向地布置在燃烧室顶部50上。这是特别有利的,如果在中心点区域53中没有足够的空间用于点火塞2和预燃室点火塞3。在此,点火塞2在两个变型方案中都分别精确地布置在燃烧室顶部50的中心点54处,从而在运行点火塞2时、例如在催化转化器加热阶段期间实现了内燃机1的特别稳健的运行。
[0067]
在图3(c)中,预燃室点火塞3在此布置在左侧区域59中,该左侧区域位于侧壁11与相应的进入开口41之一和排出开口42之一之间。
[0068]
图3(d)还示出一个变型方案,其中,预燃室点火塞3布置在排出侧的侧区域59中,即靠近两个排出开口42。
[0069]
应注意,替代于图3(c)和图3(d)中所示出的变型方案,也可以将预燃室点火塞3布置在侧区域59中的每一个其他的侧区域中。
[0070]
在图3(e)中还示出了一个变型方案,其中,预燃室点火塞3布置在中央,即精确地布置在燃烧室顶部50的中心点54处。由此,在运行预燃室点火塞3时,能够实现燃烧室5中的特别均匀的、对称的点火。在这种情况下,点火塞2布置在右侧区域59中,即侧壁11、两个进入开口41之一和两个排出开口42之一之间。替代地,也可以将点火塞布置在侧区域59中的每一个其他的侧区域中。
[0071]
在图4中示出根据本发明的第二实施例的内燃机1的剖视图。第二实施例基本上相应于图1至图3的第一实施例,区别在于,代替布置在燃烧室顶部50中的且直接进行喷射的燃烧室燃料喷射器6,设置有进气管燃料喷射器7。进气管燃料喷射器7布置在气缸盖15中和进气管70处并且设立为用于将液态燃料或气态燃料喷射到进气管70中。在此,进气管7在进入开口41处通到燃烧室5中并且因此将燃料-空气混合物引导到燃烧室5中。尤其是,在此对于每个进入开口41分别设置进气管70,其中,在每个进气管70处分别设置进气管燃料喷射器7(未示出)。
[0072]
图5示出点火塞2和预燃室点火塞3在图4的第二实施例的内燃机1的燃烧室顶部50上的布置的变型方案。由于在第二实施例中没有燃料喷射器布置在燃烧室顶部50上,因此有利地有更多的空间可用于点火塞2和预燃室点火塞3。图5的布置在此与图3类似,从而基本上得到相同的优点。
[0073]
特别优选地,点火塞2和预燃室点火塞3两者都可以布置在中心点区域53中。这种布置在图5(a)和(b)的变型方案中示出,其中,在图5(a)中点火塞2布置在预燃室点火塞3的进入侧,而在图5(b)中点火塞2布置在预燃室点火塞3的排出侧。
[0074]
图5(c)和图5(d)还示出具有在中央的点火塞2的变型方案,该点火塞精确地布置在燃烧室顶部50的中心点54处。
[0075]
在此,预燃室点火塞3在图5(c)中布置在左侧区域59中,而在图5(d)中布置在排出侧的侧区域59中。
[0076]
在图5(e)中还示出了具有在中央的、精确地布置在中心点54处的预燃室点火塞3的变型方案。在该变型方案中,点火塞2布置在右侧区域59中。
[0077]
与图3类似地,在此应注意,替代于图5(c)至图5(e)中示出的位置,侧向布置的点火塞2或者说预燃室点火塞3也可以布置在四个侧区域59的每一个任意的侧区域中。
[0078]
应注意,所援引的所有间距均应分别被视为最小间距。也就是说,例如“预燃室点火塞与燃烧室燃料喷射器之间的间距”被视为点火塞的外周(尤其是基本上在燃烧室顶部的平面中)到燃烧室燃料喷射器的外周的最小距离。