專利名稱：用于能以可選擇的方式利用液態和氣態燃料運行的內燃機的運行方法以及燃料供給系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于內燃機的運行方法，該內燃機能以可選擇的方式 利用液態燃料和另 一種第二燃料運行，以及用于這種內燃機的燃料供給系 統。
背景技術：
DE 195 39 170 Al中^Hf了這種運行方法。內燃才幾能以可選擇的方式 利用汽油或者天然氣運行。
此外，DE203 09 001 Ul中公開了 一種用于液態和氣態燃料的噴射閥。
此外，DE 198 47 388 A1中公開了一種燃料噴射系統，該燃料噴射系 統具有可由燃料冷卻的噴嘴。該系統僅可以利用液態燃料運行。優選通過 穿流過噴嘴的流動燃料實現對噴嘴的冷卻。依照發動機運行參數調節的燃 料體積流以環流流過噴嘴的前端區域。通過流動的燃料發生強制對流，由 此可以使熱量從噴嘴傳給流動的、用作冷卻劑的燃料。
此外已知，氣體和汽油可以同時——例如分別經由各自的供給結 構一一被供給到待吸入的混合物中或燃燒室中。在氣體運行中，用于汽油 的噴嘴可能會出現過熱。此外在發動機的某些運行狀態中必須供給多于化 學計量所需的氣體，以降低排氣溫度。
由此致使在必須降低排氣溫度的工作范圍內氣體消耗相對較高。此外 可能造成對構件一一特別是用于直接噴射汽油的噴嘴一一的損害
發明內容
因此本發明的目的在于，實現一種運行方法以及一種燃料供給系統， 借此能夠以可選擇的方式利用液態和氣態燃料使內燃機運行，并且能夠實 現切實有效的運行方式。
該目的通過具有根據權利要求1的特征的運行方法以及具有根據權利
要求13的特征的燃料噴射系統來實現。
根據本發明的運行方法實現了以可選擇的方式利用液態燃料和至少一 種另外的第二燃料運行內燃機。在利用所述第二燃料運行內燃機時，利用 液態燃料來冷卻內燃機的至少一個承載溫度/受熱(temperaturbelastet)的 部件。通過這種操作方式可以實現對這種類型的內燃機的能效更高、更有 效的運4亍方法。
優選地，所述第二燃料是氣態的，特別是天然氣。特別地，能夠在必 須降低排氣溫度的運行范圍內降低氣體消耗。為了降低排氣溫度必須不再 供給4艮多的氣態燃料，此外可以通過利用液態燃料進行冷卻提高冷卻效果。 液態燃料——特別是汽油——由于具有可用的蒸發焓 (Verdampfungsenthalpie )，所以冷卻效果比氣態燃料——特別是天然 氣一一好。此外，特別是在氣體運行中可阻止重要/敏感(kritisch)的部 件一一例如用于供給液態燃料的結構一一過熱。
根據待冷卻部件的溫度向該部件供給液態燃料。因此可以根據情況準 確地利用液態燃料進行相應的冷卻。只有當達到或者超過臨界溫度值時， 才進行利用液態燃料的冷卻以及相應的供給。由此可以提高效率和功效。 此外還可以由此節省燃料。
優選地，所供給的液態燃料量取決于待冷卻部件的溫度。由此還可以 實現高效的冷卻，原因是僅以當前所需的量供給液態燃料以進行冷卻。
如果不測量部件溫度，則通過適合的控制和調節器件一一例如借助于 發動機控制設備中的特性值、特性曲線和綜合特性曲線一一定量供給冷卻 燃料，從而參照可用的運行參數確保對部件的充分冷卻。
優選地，將用于冷卻的液態燃料一直供給至待冷卻的部件，直至達到 或低于部件的閾值溫度。優選地，在膨脹階段中、在氣體燃燒過程之后以液態燃料對部件進行 冷卻。優選地，液態燃料可被引入內燃機的、其中燃燒結束的燃燒室區域 中。
在發動機運行的某些情況中，例如當由于液態燃料的冷卻效果而應當 提高發動機的空氣消耗或者當由于所供給的燃料的最低空氣需求很小而應 當減少空氣需求時，優選在發動機的進氣階段中實施對部件的冷卻。
優選地，在燃燒室中不能再形成顆粒的狀態下，以液態燃料對部件進 行冷卻。
優選地，液態燃料在外部和/或內部環流或穿流過待冷卻的部件以進行 冷卻。在此還可以依據需求實現最優的冷卻。
還可以規定，經由供給結構將至少一種燃料直接供給到燃燒室中，而 經由附加的供給結構將另一燃料供給到燃燒室的內部或外部以進行冷卻。 所述燃料中的至少一種一一特別是兩種燃料都一一是液態的。同樣，可以 經由兩個不同的供給結構來定量供給同 一種燃料，并供給該燃料以進行冷 卻。
如果兩種燃料都是液態的，則一種例如可以是常規的汽油或柴油，第 二種液態燃料可以是液態生物燃料，例如菜籽油或葵花籽油，或者還可以 是乙醇。
噴射一一特別是直接噴射一一液態燃料以冷卻所述部件。
優選地，用于液態燃料的噴嘴作為待冷卻的部件;故冷卻。噴嘴可設計 成僅用于直接噴射液態燃料。該噴射嘴當然還可以設計成用于將液態燃料 和氣態燃料噴射到內燃機的燃燒室中。所有適用于汽油發動機或柴油發動 機的燃燒方法的燃料都可以作為所述液態燃料。特別是以天然氣作為氣態 燃料。
還可以規定，同時噴射這些燃料，并為此設計用于控制和調節所述同 時噴射的相應器件。對部件的冷卻還可以在不明確測量部件溫度、也不根 據所述溫度進行液態燃料供給的情況下進行，特別是通過用于控制和調節 的器件實施。在根據本發明的、用于能以可選擇的方式利用液態燃料和另 一燃 料一一特別是氣態燃料一一運行的內燃機的燃料供給系統中，在利用第二 燃料的運行一一特別是在氣體運行一一中，可以利用液態燃料冷卻內燃機 的承載溫度的部件。由此該運行方式可能量優化地、高效地進行。由此可 避免過熱及其引起的對構件一一特別是汽油直噴噴嘴一一的損害。 優選地，用于控制和調節的器件設計成用于同時噴射燃料。 將# 據本發明運行方法的有利設計方案也是根據本發明的燃料供給系 統的有利的設計方案。
具體實施例方式
下面詳細闡述本發明的實施例。
具有能以可選擇的方式利用液態和氣態燃料運行的內燃機的車輛可以
在不同的運行方式之間進行轉換。特別是根據內燃機當前的負荷狀況進行 所述轉換。特別是可以利用作為液態燃料的汽油和作為氣態燃料的天然氣 使內燃機運行。
如果從汽油運行過渡到氣體運行，則內燃機的至少一個承載溫度的部 件一一在本實施例中為用于液態燃料的汽油直噴噴嘴一一被冷卻。通過原 則上依據部件的溫度決定是否將液態燃料一一特別是汽油一一供給至承載 溫度的部件，來進行所述冷卻。如果達到這種溫度范圍，則將汽油引導至 噴嘴，通過環流過或者穿流過該噴嘴的汽油從外部和/或內部冷卻該噴嘴。
為了冷卻而引導至待冷卻噴嘴的一一液態燃料一一量取決于該噴嘴的 溫度。也可以以能避免傳動系的其他部件過熱的范圍/限度來進行定量供 給。
特別是在膨脹階段中的氣體燃燒過程之后，利用汽油對部件進行冷卻。 此外在低于顆粒形成溫度的溫度下利用液態燃料進行冷卻。
該運行方法和燃料噴射系統在僅適當地增加汽油消耗的情況下實現了 明顯提高的部件保護以及較少的氣體消耗。由此可以在氣體運行中實現合 理的燃料利用，并提高機動車的有效行程。
權利要求
1.一種用于能以可選擇的方式利用液態燃料和另一種第二燃料運行的內燃機的運行方法，其特征在于，在內燃機利用所述第二燃料運行時，以液態燃料冷卻內燃機的至少一個承載溫度的部件。
2. 根據權利要求1所述的運行方法，其特征在于，根據待冷卻的部 件的溫度進行對該部件的液態燃料供給。
3. 根據權利要求1或2所述的運行方法，其特征在于，所供給的液 態燃料量取決于待冷卻的部件的溫度。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于， 一直 向待冷卻的部件供給用于冷卻的液態燃料，直至達到或低于一閾值溫度。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，所述 第二燃料是氣態的，在內燃機的氣體運行中以液態燃料冷卻承載溫度的部 件。
6. 根據權利要求5所述的運行方法，其特征在于，在膨脹階段中、 氣體燃燒過程之后，以液態燃料對部件進行冷卻。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，將所 述冷卻的時刻選擇成，使得不會由于對部件的冷卻而在燃燒室中形成顆粒。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，至少 一種液態燃料從外部和/或內部環流或者穿流過待冷卻的部件以進行冷卻。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，噴 射一一特別是直接噴射一一液態燃料以冷卻所述部件。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，用于 液態燃料的噴嘴作為所述部件被冷卻。
11. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，經由 供給結構將液態燃料供給到燃燒室的內部或外部以進行冷卻，經由供給結 構將至少一種另 一燃料一_特別是另 一液態燃料一一直接供給到內燃機的 燃燒室中。
12. 根據前述權利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，經由 至少兩個不同的供給結構定量供給液態燃料。
13. —種用于能以可選擇的方式利用液態燃料和另一種第二燃 料一一特別是氣態燃料一一運行的內燃機的燃料供給系統，其特征在于， 在內燃機利用所述笫二燃料運行時，能夠以所述液態燃料冷卻所述內燃機 的承載溫度的部件。
14. 根據權利要求13所述的燃料供給系統，其特征在于，包括用于 控制和調節燃料的同時噴射的器件。
全文摘要
本發明涉及一種用于能以可選擇的方式利用液態燃料和第二燃料——特別是氣態燃料——運行的內燃機的運行方法，其中，在利用所述第二燃料運行時，特別是在氣體運行中，利用液態燃料來冷卻內燃機的至少一個承載溫度的部件。此外本發明還涉及一種燃料供給系統，所述燃料供給系統用于可利用液態燃料和氣態燃料運行的內燃機。
文檔編號F02B69/04GK101542091SQ200780044090
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月22日 優先權日2006年11月29日
發明者I·埃夫拉默波羅斯, S·利布施 申請人:奧迪股份公司