CN100436808C - 一种驱动直接喷射式柴油机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动直接喷射式柴油内燃机的方法，在第一个分配了较低部分负荷(L_L)的运行区域(A)内驱动内燃机，此时混合气非常均匀地燃烧且燃油喷射较迟，燃油喷射开始时间位于压缩行程上止点(TDC)前曲轴转角(CA)约50°至5°之间的区域内。在第二个分配了中等部分负荷(L_M)的运行区域(B)内以低温混合气燃烧方式驱动内燃机，燃油喷射开始时间位于压缩行程上止点(TDC)前曲轴转角(CA)2°至上止点后曲轴转角(CA)约20°之间的区域内。燃油在第一个运行区域(A)内通过第一喷射口(103，203)喷入，在第二个运行区域(B)内至少通过第二喷射口(104，204)喷入，采用双针形喷嘴(100，200)的喷射阀(25)比较理想。利用这种方法不仅可以从下部部分负荷区域至满负荷区域实现最低的氮氧化物和碳烟排放量，而且也可以可以实现较高的效率。

Description

一种驱动直接喷射式柴油机的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于驱动柴油内燃机的方法，以及用于执行这种方法的一种装置。

背景技术

对内燃机的内部燃烧过程来说最重要的决定因素是，燃烧过程及燃烧开始时的相位、气缸压力的最大提升速度以及喷射压力。

在主要通过定量燃油直喷压燃方式形成燃烧的内燃机上，这些决定因素基本上通过喷射时间点、进气成分和点火延迟来确定。这些参数本身由许多影响因素决定，例如转速、燃油量、进气温度、进气压力、有效压缩比、气缸进气中的惰性气体含量和部件温度。

越来越严格的法规框架条件要求考虑燃烧方法时必须不断采用新途经，以便降低柴油内燃机碳烟颗粒物和NOx的排放量。

目前已知降低尾气中NOx和碳烟颗粒物排放的方法是，通过喷射时间点前移来加大点火延迟，从而使稀燃油空气混合气压燃来形成燃烧。另一种方法在此称为HCLI方法(均匀进气延迟喷射)。如果进行这种方式的混合气燃烧，则离压缩阶段上止点前较远时喷射燃油，因此会形成非常均匀的燃油空气混合气。通过废气再循环可以使燃烧温度始终低于形成Nox所需要的最低温度之下。因为尽管燃油与空气的均匀混合与时间有关，但是实现这种方法时还受到转速和负荷的限制，混合不均匀时颗粒物排放增加。

US 6,338,245B1中描述了一种按照HCLI方法工作的柴油内燃机，在这种柴油机内调节燃烧温度和点火延迟的方式是，在下部和中部部分负荷区域内燃烧温度位于NOx形成温度之下，空气过量系数位于对碳烟形成起决定作用的数值之上。此时燃烧温度通过改变废气再循环比率，点火延迟通过燃油喷射时间点来控制。在负荷为中等或较高时，燃烧温度降低到不仅避免形成NOx，也避免形成碳烟。其缺点是，在中部部分负荷区域内会出现空气过量系数和燃烧温度较低的情况，因此必然会造成效率较差。

US 6,158,413A中描述了一种直接喷射柴油内燃机，在这种柴油机内没有规定燃油在压缩行程的上止点前喷射，且通过废气再循环来降低燃烧室内氧气的集中度。在此这种工作方法也称为HPLI方法(高度预混延迟喷射)。因为与传统的上止点前喷射相比，在上止点后降低了温度水平，同时相对传统工作方式废气再循环量提高，所以点火延迟比所谓的扩散燃烧时长。通过废气再循环控制的低温度水平使燃烧温度保持在对NOx形成起决定作用的数值之下。通过由较迟喷射时间点影响的长点火延迟实现较好的混合，混合气燃烧时局部缺氧情况明显减少，同时减少了颗粒物的形成。燃烧过程推迟有助于降低最高温度，但是会导致设定较迟的曲轴转角时中间温度提高，因此会加强碳烟燃烧程度。此外，虽然由于长点火延迟而使燃油预混合较充分且有较高的燃烧率，但是膨胀行程中的燃烧推迟与高废气再循环率共同作用，仍会导致气缸内压力提高比率不超过允许值。其缺点是下部部分负荷区域内效率较低。

发明内容

本发明的目的是提出一种驱动内燃机的方法，利用这种方法一方面可以从下部部分负荷区域至满负荷区域实现最低的氮氧化物和碳烟排放量，另一方面可以实现较高的效率。

按照本发明的方法有以下步骤：

-在第一个分配了较低部分负荷的运行区域内驱动内燃机，此时混合气非常均匀地燃烧且燃油喷射较迟，燃油喷射开始时间位于压缩行程上止点前曲轴转角约50°至5°之间的区域内；

-在第二个分配了中等部分负荷的运行区域内驱动内燃机，此时为低温混合气燃烧且喷射比第一个运行区域内更迟，燃油喷射开始时间位于压缩行程上止点前曲轴转角2°至上止点后曲轴转角约20°之间的区域内，

-燃油在第一个运行区域内通过第一喷射口，在第二个运行区域内至少通过第二喷射口、最好采用双针喷嘴(Doppelnadelduse)的喷射阀、喷入燃烧室内。

在第一个运行区域内内燃机按照HCLI方法工作，采用这种方法时喷射时间点在压缩行程中相对提前，即在上止点前曲轴转角约50°至5°之间的区域内。在第一个运行区域内燃油最好400至1000bar之间的区域内喷射。燃烧中心位于上止点前曲轴转角10°至上止点后曲轴转角10°之间，因此可以达到很高的效率。通过50％至70％的较高废气再循环比率实现局部燃烧温度低于NOx形成温度。这样局部空气过量系数即可保持在碳烟形成限值之上。废气再循环可以通过外部或内部废气再循环实现，或通过外部或内部废气再循环与可变气门控制系统组合的方式实现。

在第二个运行区域内内燃机按照HPLI方法工作。此时喷射阶段的主要部分位于压缩上止点后。因为上止点后温度水平比传统上止点前喷射时低，且相对传统运行方式废气再循环量提高20％至40％，所以在此点火延迟也较长。为延长点火延迟，必要时也可以考虑其它方法，例如降低有效压缩比和/或进气温度；为缩短喷射持续时间可以考虑提高喷射压力和/或扩大喷嘴喷射孔断面。设置喷射持续时间，使喷射过程在燃烧开始前结束。在这种情况下可以使碳烟排放保持在很低的水平。这一点可以解释为，一方面避免了燃油喷束中同时出现液态燃油，另一方面避免了以传统方式包围喷束的火焰，而且阻止了喷束附近空气不足时导致碳烟形成的氧化反应。对于第二个运行区域内的燃烧方法来说，需要喷射压力至少达到1000bar。这种方法的优点是，NOx和颗粒物的排放量很低且废气温度相对较高，而高温则有利于废气颗粒物处理装置复原。

较理想的方式是，在第一个运行区域内燃油喷射量比在第二个运行区域内少。如果燃油在第一个和第二个运行区域内以沿着锥形套表面分布的燃油喷束喷入，而在第一个运行区域内燃油喷射的锥形开口角度(最好小一些)与第二个运行区域内不同，那么即可保证氮氧化物和碳烟排放非常低。

在本发明的另一个实施例中，在第三个分配了较高部分负荷和满负荷的运行区域内，燃油喷射的主要部分位于上止点前曲轴转角10°至上止点后曲轴转角10°之间，理想方式是在第三个运行区域内进行多次喷射。在第三个运行区域内废气再循环比率最高可达30％，理想状态下约为10％至20％。这样一方面可以提高发动机功率，另一方面可以显著降低NOx和颗粒物的排放量。

在第三个运行区域内燃油可以通过第一和/或第二喷射口喷入。

内燃机在第一个、第二个和/或第三个运行区域内以较大的空气过量系数约1.0至2.0驱动。

其优点是，空气再循环在外部和/或内部进行且涡流在至少一个运行区域内，最好在所有三个区域内都是可变的。低燃油消耗时有利的尾气值可以通过涡流数量在0至5之间来实现。

此外还有一个优点是几何压缩比可变。几何压缩比可以在13至19之间变化。高压缩比对冷起动阶段有利。负荷提高期间降低压缩比，在第一个和第二个运行区域内都可提高最大负荷并降低因点火延迟较长而产生的碳烟排放量。

在此可以规定有效压缩比通过至少一个进气门的闭合时间点来改变。通过进气结束时间延迟或通过很早结束进气，可以降低有效压缩比，因此可以降低低NOx和碳烟排放所需要的废气再循环比率。在此不仅可以推迟进气开启时间点，也可以推迟进气闭合时间点或仅推迟进气闭合时间点。

在本发明的另一个实施例中，从第一个向第二个运行区域或从第二个向第一个运行区域的切换通过降低或提高废气再循环比率来执行。从第一个向第二个发动机运行区域或从第二个向第一个区域的过渡也可以通过降低内部或外部废气再循环比率、通过喷射开始时间延迟或通过提高废气再循环比率以及通过喷射开始时间提前来实现。

比较理想的方式是，在第一个与第二个发动机运行区域之间过渡时，通过控制进气门的开启和/或闭合时间点来降低废气再循环比率。

在第一个运行区域内平均有效压力位于约0至6bar之间比较合适，最好至5.5bar；在第二个运行区域内位于约3.5至8bar之间比较合适，最好位于4至7bar之间；在第三个运行区域内至少约为5.5bar，最好至少约6bar。

为采用这种方法，要求直接喷射内燃机至少有一个带有往复式活塞的气缸，在该气缸中燃油喷射开始时间至少位于上止点前曲轴转角50°与上止点后曲轴转角20°之间，最好至上止点后曲轴转角50°，而且废气再循环比率可在约0％至70％之间变化。此外要求燃油喷射压力至少可以在第一个与第二个压力水平之间变化，最好第一个压力水平覆盖至1000bar的范围，第二个压力水平覆盖至少1000bar的范围，同时可以使用一个改变涡流水平的装置。

此外还有一个优点是进气开启时间点和进气关闭时间点可变。实现这个要求的理想方式是，进气门或排气门的正时时间可以借助相位推移器推移。更理想的方式是，至少有一个进气门可在排气阶段内工作。也可以是至少有一个排气门在进气阶段内工作。

为进行喷射最好使用带有第一和第二喷射口的双针形喷嘴，这些喷射口可以单独控制。

为了使第一个和第二个运行区域内的喷射量不同，可以使第一喷射口的总喷射断面面积小于第二喷射口的总喷射断面面积。

因为在第一个和第二个运行区域内使用不同的燃烧策略，所以其优势是第一喷射口的中心轴沿着第一个锥形套表面布置，第二喷射口的中心轴沿着第二个锥形套表面布置，而第一个锥形套表面的锥形开口角度则可以小于第二个锥形套表面的锥形开口角度。

在本发明特别理想的一个实施例中，第一和第二喷嘴针以同轴方式布置，理想方式是第一喷嘴针插入空心针结构的第二喷嘴针内。也可以将第一和第二喷嘴针彼此平行布置在一个喷嘴支架内。

DE 100 40 738 A1中描述了喷嘴针以同轴或彼此平行方式布置的双针形喷嘴。

附图说明

下面结合附图对本发明进行更详细的解释。

图1是一示意图，其中示出了采用本发明方法的一台内燃机，

图2是一曲线图，其中示出了局部空气过量系数λ_L与局部温度T_L之间的关系，

图3是一发动机负荷-转速曲线图，

图4至图7是带有不同可变正时时间的气门行程曲线图，

图8是一喷射时间-EGR-比率-负荷曲线图，

图9是第一个运行区域A的测量曲线图，

图10是第二个运行区域B的测量曲线图，

图11是一个带有同轴喷嘴针的双针形喷嘴，

图12是一个喷嘴针彼此平行布置的双针形喷嘴。

具体实施方式

图1示出了一个带有进气集气管2和排气集气管3的内燃机1。内燃机1通过一个废气涡轮增压器增压器4进气，该增压器具有一个由废气驱动的涡轮机5和一个由涡轮机5驱动的压缩机6。进气侧在压缩机6的气流流出方向布置了一个增压空气冷却器7。

此外，在排气管10与进气管11之间还布置了带有一个第一级废气再循环管路9的高压废气再循环系统8。废气再循环系统8具有一个废气再循环冷却器12和一个废气再循环阀13。根据排气管10与进气管11之间的压差大小，也可以在第一级废气再循环管路9内布置一个废气泵14，以便控制或提高废气再循环比率。

除了高压废气再循环系统8外，在涡轮机5的气流流出方向和压缩机6的气流流入方向之间还布置了一个低压废气再循环系统15，在排气管路16内向颗粒滤清器17的气流流出方向以旁通方式连接了一个第二级废气再循环管路18，该管路在压缩机6的气流流入方向连通到进气管路19内。在第二级废气再循环管路18内也布置了一个废气再循环冷却器20和一个废气再循环阀21。为了控制废气再循环比率，在排气管路16内向流出旁通方向布置了一个废气阀门22。

在第一级废气再循环管路9旁通的流入方向上排气管10内布置了一个氧化催化转换器23，该转换器用于清除HC、CO和部分颗粒物。其附加用是提高废气温度并因此将更多能量输送给涡轮机5。原则上氧化催化转换器23也可以布置在废气再循环管路旁通的流出方向上。图1所示的布置在氧化催化转换器23流出方向上带有旁通，其优点是废气冷却器12所受污染较小，但是这种布置也有缺点，即因为废气温度较高，所以废气再循环冷却器12所需要的冷却功率也较高。

内燃机1的每个气缸24都至少有一个将柴油直接喷入燃烧室内的喷射阀25，喷射阀能够在每个做功循环内喷射多次，且各喷射开始时间可以在上止点TDC前曲轴转角CA50°至上止点TDC后曲轴转角CA50°之间的一个区域内变化。此时最大喷射压力应至少达到1000bar。

燃烧室形状和燃油喷射组件是按照传统满负荷柴油燃烧情况设计的。

图2是一个曲线图，其中示出了局部空气过量系数λ_L与局部温度T_L之间的关系。在用SOOT表示的区域内会形成较浓的碳烟，用NOx表示的区域为形成浓氮氧化物的区域。用A、B、C表示的区域是在此所述方法的第一个、第二个和第三个运行区域。

第一个运行区域A与下部至中部部分负荷范围L_L对应，第二个发动机运行区域B与中部至上部部分负荷范围L_M对应，第三个发动机运行区域C与高负荷和满负荷范围L_H对应，如图3所示的负荷L与转速n曲线图。

在第一个运行区域A，也称为HCLI区域(均匀进气延迟喷射)内，压缩行程时喷射开始时间相对提前，即在压缩行程后上止点TDC前曲轴转角CA约50°至5°之间，长点火延迟使燃油混合较均匀，因此有助于预混合燃烧。通过充分的预混合和稀释可以达到极低的碳烟和NOx排放值。如图2所示，第一个运行区域A明显高于对碳烟形成起决定作用的空气过量系数λ_LS限值。通过50％至70％的较高废气再循环比率EGR使局部燃烧温度T_L始终低于最低氮氧化物形成温度T_NOx。喷射在压力位于400至1000bar之间时进行。长点火延迟的作用是使燃烧阶段移到上止点TDC附近效率最佳的位置。燃烧中心位于上止点TDC后-10°至10°曲轴转角CA之间，因此可以达到较高的效率。第一个运行区域A所需要的高废气再循环比率EGR既可以通过外部废气再循环单独实现，也可以通过外部和内部废气再循环与可变气门控制系统组合的方式实现。

在第二个运行区域B内，内燃机按照所谓的HPLI方法(高度预混延迟喷射)工作。此时喷射阶段的主要部分位于上止点TDC后。在第二个运行区域B内，内燃机在废气再循环比率位于20％至40％之间的状态下工作，喷射开始时间位于上止点前曲轴转角CA2°至上止点后曲轴转角CA20°之间的区域内。通过使喷射结束时间与燃烧开始时间完全分开，可以实现混合气与预混合燃烧部分均匀化。因为与传统的上止点前喷射相比降低了温度水平，同时相对传统工作方式废气再循环量提高，所以点火延迟较长。为延长点火延迟也可以使用其它方法，例如降低有效压缩比ε和/或进气温度；为缩短喷射持续时间，也可以提高喷射压力和/或扩大喷嘴喷射孔断面。为了使喷射结束时间位于燃烧开始时间之前，要求喷射持续时间较短。在这种情况下可以使碳烟排放保持在很低的水平。这一点可以解释为，避免了燃油喷束中出现液态燃油和火焰以传统方式包围喷束同时出现，而且阻止了喷束附近空气不足时导致碳烟形成的氧化反应。喷射时间点较迟与点火延迟相对较长一起促使整个燃烧过程向延迟方向偏移，油缸压力曲线向延迟方向推移且最高温度降低，从而降低NOx排放值。

燃烧过程向延迟方向推移的作用是降低最高温度，但同时会在所给曲轴转角CA较迟时导致温度升高，从而造成碳烟再次燃烧。

此外，虽然因长时间延迟而使燃油预混合量较大且最大燃烧率较高，但是膨胀行程中的燃烧推迟与高的废气再循环率EGR共同作用，仍会导致气缸内压力提高比率不超过允许值。高的最大燃烧率可提高定容积率，能够通过燃烧过程向延迟方向推移部分补偿效率损失。为实现高效率，燃烧中心应尽可能位于上止点TDC附近。

第二个运行区域B内所用HPLI方法的优点是，可以实现NOx和颗粒物的排放量很低且废气温度较高，高温则有利于颗粒物过滤器复原。如图14所示，第二个运行区域B内局部燃烧温度T_L有一小部分位于下面的NOx形成温度T_NOx上。此时局部空气过量系数λ_L绝大部分位于碳烟形成限值λ_LS之上。在第二个运行区域B内虽然在燃烧过程开始时会形成碳烟，但是可通过随后高压喷射产生的强湍流和高温使碳烟在燃烧过程结束时氧化，因此总碳烟排放量很低。

在第三个运行区域C内，内燃机在废气再循环比率EGR位于0％至30％之间的状态下以传统方式工作，此时可以进行多次喷射。因此可以进行预混合燃烧和扩散燃烧。也可以组合使用外部和内部废气再循环来实现废气再循环。

为进行对比，在图2中以点的形式画出了运行区域D。例如，在US 6,338,245 B1中这个运行区域D位于中部至较高部分负荷范围内。但是其缺点是，因温度较低而造成效率较差。在按照本发明的上述方法中通常可以避开这个区域。

在第一个、第二个和/或第三个运行区域A、B、C内也可以在燃烧室中形成涡流。形成涡流有助于进一步减少碳烟的形成。在此必须使涡流与高效率互相匹配。

特别理想的实施方式是，可以在内燃机1中调节气门正时时间。这样即可在负荷变化时快速准确地调节运行区域A、B、C之间的废气再循环比率EGR。通过组合使用外部和内部废气再循环可以非常迅速准确地控制废气再循环比率EGR。最后也可以借助可变气门控制系统调节有效压缩比ε，由此可以在废气再循环比率EGR减小的情况下实现较低的氮氧化物和碳烟排放量。

图4是一个气门提升曲线图，其中示出了至少一个排气门A和至少一个进气门E的气门提升Lv与曲轴转角CA之间的关系。通过向延迟方向推移节气门曲线E，例如用相位推移器，可以降低有效压缩比ε和所需要的废气再循环比率EGR。这可以在所有三个运行区域A、B和C内实现。进气门的开启和闭合时间点用E₀及Ec表示。推移后的进气门提升曲线Es的开启开始时刻和闭合时间点用Eos和Eoc表示。

为此也可以只改变进气门提升曲线E的闭合沿坡度，就像图5中所示的曲线Es’和Es”那样，使闭合时间点提前或推迟。这样做的效果基本上与推移整个气门提升曲线(图4)相同。

内部废气再循环可以通过进气行程期间重新开启排气门实现，如图6中的曲线A’所示，或者通过排气行程期间重新开启进气门实现，见图7中的曲线E’。这样即可快速控制所有运行区域A、B、C内的废气再循环比率EGR。可以只通过内部废气再循环和通过前移燃油喷射I的开始点α₁，从废气再循环比率EGR为20％至40％的第二个运行区域B向废气再循环比率EGR为50％至70％的第一个运行区域A过渡。也可以从第一个运行区域A向第二个运行区域B反向切换。

如果未使用可变气门控制系统，那么如图8所示，第一个与第二个运行区域A、B之间的过渡可以通过降低外部废气再循环比率EGR且同时前移燃油喷射I的开始点α₁来进行。通过同时降低废气再循环比率EGR及前移燃油喷射I的开始点可以避免点火缺火。反过来可以通过同时提高内部废气再循环比率EGR和通过前移燃油喷射I的开始点α₁从第二个运行区域B向第一个运行区域A过渡。

图9是一个实施例的第一个运行区域A的测量曲线图，其中示出了喷射I、热量释放率Q、累积热量释放率∑Q和气缸压力p与曲轴转角CA之间的关系。图10是第二个运行区域B的一个模拟测量曲线图。细线和粗线表示不同的参数配置。从中可以明显看出喷射I与燃烧之间的点火延迟相对较长。

图11和图12示出了喷射阀25及用于安装双针形喷嘴100、200的喷嘴支架110、210。

图11中所示的双针形喷嘴100有一个第一喷嘴针101，该喷嘴针以可移动方式布置在空心结构的第二喷嘴针102内。第一喷嘴针101控制第一喷射口103，第二喷嘴针102控制第二喷射口104，喷射口布置在喷嘴顶尖106内。在此第一喷射口103的直径d₁之和小于第二喷射口104的直径d₂之和。第一喷射口103和第二喷射口104的中心轴103a、104a分别布置在一个锥形面107、108上，其锥形开口角度称为α₁和α₂。在此第一喷射口103的锥形开口角度α₁略小于第二喷射口104的锥形开口角度α₂。

图12中所示的喷射阀25具有一个双针形喷嘴200，该喷嘴带有一个第一喷嘴针201和一个第二喷嘴针202，两个喷嘴针201、202彼此平行布置。喷嘴轴201’和202’彼此隔开一定距离。第一喷嘴针201控制第一喷射口203，第二喷嘴针202控制第二喷射口204，喷射口分别布置在一个喷嘴顶尖206a、206b内。第一和第二喷射口203、204沿着一个锥形套表面207、208布置，其锥形开口角度称为α₁和α₂。第一和第二喷射口203、204的直径称为d₁和d₂。第一喷射口203的断面之和小于第二喷射口204的断面之和。喷射口203连接至第一喷嘴顶尖206a燃烧室内的通道和第二喷嘴顶尖206b喷射口204的通道，分别布置在以一定距离隔开的标准平面209a、209b内喷嘴针轴201’、202’上。标准平面209a、209b之间的距离用a表示。这个距离的作用是，满负荷运转时第一和第二喷射口203、204的喷束不互相妨碍，也不会彼此重叠。比较理想的结构是两个喷嘴顶尖206a、206b带有相同的孔数，最好三个。

第一和第二喷嘴针101、102、201、202可以按已知方式单独控制，如DE 100 40 738 A1中所描述的方式。在第一个发动机运行区域A内第一喷嘴针101、201工作，同时第一喷射口103、203打开，而第二喷射口104、204则保持关闭。在第二个运行区域B内第二喷嘴针102、202工作，同时第二喷射口104、204打开，而第一喷射口103、203则保持关闭。因为在运行区域A、B内使用彼此独立的喷射口103、104、203、204，所以可以在第一个运行区域A内最佳实现HCLI运行的喷射特性，第二个发动机运行区域B内最佳实现HPLI运行的喷射特性。在第三个发动机运行区域C内操纵两个喷嘴针101、102；201、202，喷射通过所有喷射口103、104；203、204进行。

通过所述方法可以在第一个、第二个和第三个运行区域A、B、C内以高效率及低NOx和碳烟排放驱动内燃机。

本申请所提出的权利要求是没有取得进一步专利保护判例的表述性建议。申请人就目前只在本说明和/或插图中公开的其它特征要求保留相关权利。

子权利要求中所使用的追溯关系通过各子权利要求的特征指出主权利要求对象的进一步扩展；不能将它们理解为放弃对追溯性子权利要求特征提出独立具体的保护。

但是，这些子权利要求的对象也构成独立的发明，这些发明具有不依赖上述子权利要求对象的形态。

本发明也不限于本说明列举的实施例。确切的说，在本发明的范围内可以进行许多修改和更改，特别是变体、元件、组合和/或材料方面，例如这些方面可以通过组合或略加改变与实施例及权利要求一般性说明有关且插图中所包含的各个特征及元素或方法步骤而具有本发明的性质，也可以通过可组合的特征形成一个新对象，或者形成新方法步骤或方法步骤结果，此外还涉及到制造、检测和工作方法。

Claims (9)

1.一种利用以下步骤驱动一直接喷射式柴油内燃机的方法：

-在第一个分配了较低部分负荷(L_L)的运行区域(A)内驱动内燃机，此时混合气非常均匀地燃烧且燃油喷射较迟，燃油喷射开始时间位于压缩行程上止点(TDC)前曲轴转角(CA)为约50°至5°之间的区域内；

-在第二个分配了中等部分负荷(L_M)的运行区域(B)内驱动内燃机，此时为低温混合气燃烧且喷射比第一个运行区域(A)内更迟，燃油喷射开始时间位于压缩行程上止点(TDC)前曲轴转角(CA)2°至上止点(TDC)后约曲轴转角(CA)20°之间的区域内，

-燃油在第一个运行区域(A)内通过第一喷射口(103，203)，在第二个运行区域(B)内至少通过第二喷射口(104，204)、采用双针喷嘴的喷射阀(25)喷入燃烧室内，

其特征在于，燃油在第一个和第二个运行区域(A，B)内以沿着锥形套表面分布的燃油喷束喷入，而在第一个运行区域(A)内燃油喷射的锥形开口角度(α₁)小一些并与第二个运行区域(B)内的不同。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一个运行区域(A)内燃油喷射量比在第二个运行区域(B)内少。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第三个分配了较高部分负荷(L_H)和满负荷的运行区域(C)内，燃油喷射的主要部分位于上止点(TDC)前曲轴转角(CA)10°至上止点后曲轴转角10°之间的区域内。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，在第三个运行区域(C)内燃油通过第一和/或第二喷射口(103，203；104，204)喷入。

5.一种执行按照权利要求1的方法用的装置，该装置带有一个将柴油直接喷入燃烧室内的喷射阀(25)，其特征在于，该喷射阀采用双针喷嘴(100，200)，该喷嘴带有第一和第二喷射口(103，203；104，204)，而第一和第二喷射口(103，203；104，204)则可以单独控制。

6.按照权利要求5中所述的装置，其特征在于，第一喷射口(103，203)的总喷射断面面积小于第二喷射口(104，204)的总喷射断面面积。

7.按照权利要求5或6所述的装置，其特征在于，第一喷射口(103，203)的中心轴线(103a，203a)沿着第一个锥形套表面布置，第二喷射口(104，204)的中心轴线(104a，204a)沿着第二个锥形套表面布置，第一个锥形套表面的锥形开口角度(α₁)小于第二个锥形套表面的锥形开口角度(α₂)。

8.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，第一和第二喷嘴针(101，102)以同轴线方式布置，第一喷嘴针(101)插入空心针结构的第二喷嘴针(102)内。

9.按照权利要求5项所述的装置，其特征在于，第一和第二喷嘴针(201，202)彼此平行布置在一个喷嘴支架(210)内。

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