用于清潔內(nèi)燃機的燃燒室的方法和內(nèi)燃機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的用于清潔內(nèi)燃機的燃燒室的方法以及一種根據(jù)權利要求9的前序部分的內(nèi)燃機。
【背景技術】
[0002]在內(nèi)燃機中典型地存在該問題，即由于持續(xù)地在至少一個燃燒室中進行的燃燒反應隨著時間的推移在燃燒室中形成沉積物(Ablagerung)，其包括例如油灰(Glasche)和/或隨燃燒用空氣輸送的污物。尤其在構造為燃氣發(fā)動機(Gasmotor)的內(nèi)燃機中，這樣的沉積物可導致爆震(Klopfen)，這又造成內(nèi)燃機的使用壽命和最大功率的降低。因此需要以預定的間隔或還根據(jù)需要清潔這樣的內(nèi)燃機或者使燃燒室免除沉積物。對此典型地設置成停止、拆卸內(nèi)燃機且機械地清除燃燒室中的沉積物。這極其復雜、尤其時間和成本集中并且意味著須使內(nèi)燃機在清潔的時間停止，這又造成停工成本(Ausfallkosten)。由英國專利申請文件GB 2 357 318 A得知一種方法，借助于其應已避免在內(nèi)燃機的燃燒室中沉積物的形成。對此將水引入、尤其噴入燃燒室中，水在那里蒸發(fā)。在此水尤其降低燃燒溫度，其中，避免形成否則在燃燒室中導致沉積物的氧化硅。該方式不利的是，為了引入水需要復雜的噴射裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種方法和一種內(nèi)燃機，其尤其使能夠簡單地且成本有利地清除內(nèi)燃機的該至少一個燃燒室的沉積物。
[0004]通過提供一種帶有權利要求1的步驟的方法來實現(xiàn)該目的。在此將氣態(tài)的物質(zhì)導入冷卻裝置中。氣態(tài)的物質(zhì)至少在冷卻裝置上游具有大于0%的相對濕度，該物質(zhì)即包括帶有一定的、不等于零的濃度的水蒸汽。在冷卻裝置中該物質(zhì)被冷卻到露點之下。由此形成水的凝結物(Niederschlag)。包括凝結物的物質(zhì)被導入內(nèi)燃機的燃燒室中，并且在燃燒室中執(zhí)行燃燒反應。由于在燃燒反應期間壓力和溫度的提升，凝結物包含的水蒸發(fā)，其中，隨著相變(PhasenUbergang)尤其產(chǎn)生突然的體積變化。由此覆層(Belag)或沉積物從燃燒室壁剝落。接著將殘余物(RUckstand)從燃燒室中導出。概念“殘余物”在此一方面包括在燃燒反應中產(chǎn)生的廢氣、但是另一方面還剝落的覆層，其尤其可與廢氣一起通過排出閥(Auslassventil)離開燃燒室。燃燒室如此被非常有效地清潔。該方法是成本有利的，因為不需要用于引入水的復雜的裝置。而優(yōu)選地利用氣態(tài)的物質(zhì)總歸存在的濕度，以在典型地總歸設置的冷卻裝置中形成凝結物，其接著用于該至少一個燃燒室的清潔。在該方法的范圍中也不必拆卸和機械地清潔內(nèi)燃機。而清潔可在內(nèi)燃機的運行期間且尤其在滿功率下進行。由于該清潔方法的效率，最大功率在較長的運行時間段上可供使用且可將損壞構件的爆震效應降低到最小。
[0005]可能的是，該方法附加地導致，由于在燃燒室中蒸發(fā)的水存在較低的燃燒溫度，這正面地影響內(nèi)燃機的排放。同樣優(yōu)選地可能的是，在燃燒室中蒸發(fā)的水導致不或僅以較小的程度形成氧化硅，從而防止或至少延遲新的沉積物的形成。
[0006]在該方法的范圍中可能的是，凝結物在冷卻裝置中析出。備選地或附加地可能的是，凝結物在將氣態(tài)的物質(zhì)從冷卻裝置導引至該至少一個燃燒室的輸入管路中析出。優(yōu)選地在冷卻裝置中和/或在輸入管路中在氣態(tài)的剩余物質(zhì)(Reststoff)中形成由小水滴(Wassertropfchen)構成的霧(Nebel)。
[0007]在該方法的范圍中優(yōu)選地在冷卻裝置中針對性地將溫度選擇成使得氣態(tài)的物質(zhì)的相對濕度在冷卻裝置中和/或在冷卻裝置的下游升至超過100%的值。這是一種典型地在已知的內(nèi)燃機和用于其運行的方法中有意避免的方式。相反，在常見的冷卻裝置中將溫度典型地始終選擇成使得剛好沒有凝結物在冷卻裝置或在冷卻裝置下游析出。例如對于在帶有相對高的空氣濕度的熱帶地區(qū)中運行的內(nèi)燃機在相應的冷卻裝置中的溫度選擇得比在帶有比較低的空氣濕度的地區(qū)中運行的內(nèi)燃機中更高。在該方法的范圍中與此相反有意地利用在冷卻裝置中或在冷卻裝置下游通過針對性地調(diào)整其溫度讓氣態(tài)的物質(zhì)所包括的濕氣析出的可能性，以清潔內(nèi)燃機的該至少一個燃燒室。
[0008]優(yōu)選一方法，其特征在于，使用由燃燒用空氣和燃料構成的氣體混合物作為氣態(tài)的物質(zhì)。在此優(yōu)選地使用混合物冷卻器作為冷卻裝置，其優(yōu)選地布置在氣體混合器下游，在氣體混合器中將燃燒用空氣與燃料、優(yōu)選地氣體混合。就此而言尤其優(yōu)選根據(jù)汽油機原理(Ottoprinzip)工作的內(nèi)燃機。在該方法的范圍中此處利用燃燒用空氣的殘余濕度(Restfeuchte)和必要時還有燃料的殘余濕度，以借助于混合物冷卻器產(chǎn)生接著用于清潔燃燒室的凝結物。
[0009]還優(yōu)選一方法，其特征在于，使用燃燒用空氣作為氣態(tài)的物質(zhì)。在該情況中優(yōu)選地應用燃燒用空氣冷卻器作為冷卻裝置。該方法的該實施形式特別優(yōu)選地結合根據(jù)柴油機原理(Dieselprinzip)工作和/或燃料直接被引入燃燒室中的內(nèi)燃機來執(zhí)行，而之前不將燃料與燃燒用空氣混合。在該方法的該實施形式中利用燃燒用空氣的相對濕度，并且在燃燒用空氣冷卻器中或在其下游產(chǎn)生凝結物，其接著被用于清潔燃燒室。
[0010]還優(yōu)選一方法，其特征在于，使用內(nèi)燃機的引回的廢氣作為氣態(tài)的物質(zhì)。內(nèi)燃機在該情況中優(yōu)選地具有廢氣再循環(huán)(AbgasrUckfUhrung)，經(jīng)由其將廢氣連同燃燒用空氣輸送給該至少一個燃燒室，尤其以降低內(nèi)燃機的排放或提高內(nèi)燃機的效率。在該方法的該實施形式中優(yōu)選地應用廢氣再循環(huán)冷卻器作為冷卻裝置。備選地或附加地可能應用燃燒用空氣冷卻器作為冷卻裝置，在其中引回的廢氣與燃燒用空氣一起被冷卻。即可能利用引回的廢氣的相對濕度以在廢氣再循環(huán)冷卻器和/或燃燒用空氣冷卻器中或者在其下游產(chǎn)生最終被用于清潔燃燒室的凝結物。
[0011 ] 還優(yōu)選一方法，其特征在于，氣態(tài)的物質(zhì)在冷卻裝置上游被壓縮。對此優(yōu)選地設置有壓縮機。備選地或附加地可能應用渦輪增壓器用于壓縮氣態(tài)的物質(zhì)。氣態(tài)的物質(zhì)優(yōu)選地在其被輸送給冷卻裝置之前被壓縮。以該方式可能借助于冷卻裝置導出在壓縮時產(chǎn)生的熱且如此尤其提高該至少一個燃燒室的充填。
[0012]還優(yōu)選一方法，其特征在于，在冷卻裝置中使溫度一次下降到露點之下。這意味著，在冷卻裝置中的溫度在內(nèi)燃機的正常運行中被保持在露點之上，這相應于之前所述的常見的方式。僅為了清潔內(nèi)燃機，在冷卻裝置中的溫度在預先確定的時刻在預先確定的運行時數(shù)之后、在內(nèi)燃機的預先確定的、總共發(fā)出的功率之后或者在由內(nèi)燃機所驅(qū)動的機動車的預先確定的經(jīng)過的行駛路段之后為了該至少一個燃燒室的清潔被一次下降到露點之下。尤其可能在內(nèi)燃機起動時或就在起動之后來執(zhí)行該方法。
[0013]備選地可能的是，使在冷卻裝置中的溫度周期性地下降到露點之下。這尤其可有規(guī)律地在內(nèi)燃機重新起動之后、在預先確定的時間之后、在預先確定的運行時數(shù)之后、在由內(nèi)燃機發(fā)出的功率的預先確定的間隔之后或者在由內(nèi)燃機所驅(qū)動的機動車的預先確定的行駛路段之后來執(zhí)行。
[0014]備選地可能的是，使在冷卻裝置中的溫度持久地下降到露點之下或者持久地保持在露點之下的值上。在此不僅得到該至少一個燃燒室的連續(xù)的清潔，而且尤其還得到已說明的鑒于減少的或者甚至完全避免的沉積物的新形成的優(yōu)點。
[0015]最后可能的是，根據(jù)需要使在冷卻裝置中的溫度下降到露點之下。在此優(yōu)選地設置成，間接地或者直接地借助于合適的裝置來檢測沉積物的形成，其中，當沉積物超過預先確定的量時執(zhí)行清潔方法、因此使溫度下降到露點之下。
[0016]還優(yōu)選一方法，其特征在于，在冷卻裝置上游或下游來測量物質(zhì)的至少一個參數(shù)。在此由該至少一個參數(shù)來確定物質(zhì)的露點。以該方式可能在任何時刻將冷卻裝置中的溫度針對性地保持在露點之上或之下，根據(jù)是否應執(zhí)行用于燃燒室清潔的方法。以該方式還可能在不同的外部條件下、尤其在帶有不同空氣濕度的地區(qū)或時刻針對性地在執(zhí)行該方法的情況下或者在有意地避免該方法的情況下運行內(nèi)燃機。
[0017]就此而言優(yōu)選一方法，其特征在于，參數(shù)(由其來確定露點)選自物質(zhì)的壓力、溫度和相對濕度。特別優(yōu)選地來測量物質(zhì)的壓力、溫度和相對濕度，其中，由所有測量值共同來確定露點。然后非常可靠地可能在任何時刻且在任意使用條件(Einsatzbedingung)下針對性地將在冷卻裝置中的溫度選擇成使得來執(zhí)行或者有意地避免用于燃燒室清潔的方法。
[0018]該目的還通過提供一種帶有權利要求9的特征的內(nèi)燃機來實現(xiàn)。該內(nèi)燃機包括至少一個燃燒室和用于冷卻可輸送給燃燒室的物質(zhì)的冷卻裝置。該內(nèi)燃機特征在于控制裝置，其構造用于確定待輸送給燃燒室的物質(zhì)的露點，其中，控制裝置構造成且與冷卻裝置有效連接成使得通過控制裝置在冷卻裝置中的溫度可下降到露點之下。內(nèi)燃機尤其優(yōu)選地構造用于執(zhí)行根據(jù)前述實施形式中任一個所述的方法。
[0019]內(nèi)燃機優(yōu)選地構造為往復式活塞發(fā)動機(Hubkolbenmaschine)，其中，該方法在內(nèi)燃機正常的運行期間來執(zhí)行、尤其還可在全負荷下執(zhí)行，其中，當執(zhí)行該方法時借助于冷卻裝置將由燃