CN101298851A - 运行一个内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种运行一个内燃机(1)的方法，所述内燃机具有一个燃料系统，所述燃料系统在一个给定的压力(P0、P0｀、P1)下向计量阀(17)输送燃料，本发明提出一个控制装置(28)确定计量阀(17)的开启时间点(t1)和关闭时间点(t2)，并且对应地控制计量阀(17)，使得在所确定的时间点(t1、t2)开放和关闭计量阀(17)。为了在高速运转的内燃机的情况下也能够一种准确的燃料计量，本发明提出在考虑实际占据在计量阀(17)的排出口(37)上的反压的条件下控制装置(28)确定用于计量阀(17)之打开或关闭之时间点(t1、t2)之至少一个。

Description

运行一个内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种运行一个内燃机的方法。
背景技术
公知的是通过一个具有燃料泵和计量阀的燃料系统向一个内燃机输送燃料。
在运行中，在内燃机的燃烧室和曲轴箱中充斥的压力起伏非常强烈。在此所述压力在一个循环中既取决活塞位置也取决于转速和负荷起伏。在很少的过压下向内燃机输送燃料的计量阀的情况下，向所述内燃机输送的燃料量受中的压力的影响。
为了降低所述起伏的压力对向内燃机输送的燃料量的影响，公知的是，跟随向计量阀输送的燃料的压力。由此，使燃料与内燃机之间的压差保持不变。
尤其是在非常高转速的马达，例如在手动工作机，譬如马达锯、分离磨之类的中使用的那样，并且在这些情况下可能转速远高于每分钟10000转，跟随燃料系统中的压力是不可能的，或者只能够以不成比例高的耗费才可能。
发明内容
本发明基于的任务是，提出运行一个内燃机的方法，所述方法使得即使在高转速的马达中也能够向内燃机输送所希望的燃料量。
所述任务通过一种具有权利要求1的特征的方法完成。
通过在考虑实际存在的反压的情况下确定所述计量阀的开放时间点或者关闭时间点的控制，可以以简单的方式比较准确地定量所输送的燃料量。不必在燃料系统上作改动。可以以给定的，尤其是恒定的压力，向所述计量阀输送燃料。避免了把燃料压力匹配于曲柄室压力。由此可以简单地构成所述燃料系统。所述给定的燃料压力例如在输送燃料的情况下由一个受起伏的曲柄室压力驱动的泵设定。在此，压力起伏量例如通过在一个长的时间段上以部分负荷运行所述内燃机得出。还有在所述内燃机起动时在曲柄室中没有足够的负压以产生燃料的一种过压。然而有利的是所述燃料压力在所有的运行状态下都基本上是恒定的。例如，这可以通过对应设计的压力调节器和储压器达到。不提出一种受控制的燃料跟踪。
所述计量阀把燃料输送到尤其是所述内燃机的其中充斥曲轴箱压力的一个区域中。曲轴箱压力充斥在与所述曲轴箱连接的区域中在一个二冲程马达中也充斥在所述溢流道中。例如在曲轴箱与溢流道之间的，很小的压差在此可以忽略不计或者也可以受到补偿。在此燃料压力有利的是最多对应于最高的曲轴压力。尤其是燃料压力小于所述最高曲轴箱压力。由此为输送所述燃料可以采用一个由起伏的曲轴箱压力驱动的泵，尤其是一个膜式泵。在此，对至少一个运行状态，尤其是对所有的运行状态，所述燃料压力有利地最多对应于在该运行状态下的最大曲轴箱压力。所述最高曲轴壳压力通常在满负荷的情况下设定。在其它的运行状态下，相应的运行状态的最高曲轴箱压力在所述最高曲轴箱压力之下。
有利的是所述计量阀向内燃机的一个溢流道中输送所述燃料。在此所述内燃机尤其是一种二冲程马达。有利的是在环境压力至对环境压力有约2巴的过压的压力下向所述计量阀输送燃料。所述压力特别是对环境压力有约0.3至约2巴的过压并且有利的是有约0.5至约1.5巴对环境压力的过压。可能适当的是，所述燃料压力对应于环境压力至对环境压力对应达约0.5巴的过压，尤其是对环境压力约0.05至约0.3巴的过压。为在一个这样小的过压下输送燃料可以简单地构成所述油泵。所述计量阀也可以有一种简单的结构。在一个用非常小的过压输送燃料的燃料系统中，考虑上实际上在所述计量阀上充斥的反压对于准确的燃料计量是有利的，因为基于关于在所述内燃机内的压力很小的压差内燃机中压力起伏对所输送的燃料量有显著的作用。在非常高的压力下输送燃料的计量阀，尤其是在喷射阀的情况下，与之相反在许多情况下可以忽略反压。
为了达到良好的进油并且同时达到燃料的很小的过压，提出，绝对燃料压力对绝对曲轴箱平均压力的比例为约1.3至约2.8尤其是约1.7至约2.2。在此曲轴箱平均压力是所述曲轴的一个完整回转上的平均压力。在该比例中的所述燃料压力和曲轴箱平均压力是绝对压力，也就是说，不是对环境压力的相对压力。从而燃料压力为曲轴箱平均压力的约1倍至约3倍。由于所述很小的燃料压力可以简单地构成所述燃料泵。
向溢流道中引入燃料有利的是应当进行从而能够在燃烧室中有一种充气分层。为此在溢流道中的压力并且从而在曲轴箱中的压力也相对高时才向所述溢流道中引入燃料。在此有利的是，在所述溢流道对燃烧室开放时输送所述燃料。
还可以提出，所述计量阀向所述曲轴箱中输送燃料。在此直接在所述曲轴箱内空间中进行燃料输送。在所述曲轴箱中通过所述曲轴箱中的运动的部分进行引入的燃料的准备。由此可以在很低的过压下向所述曲轴箱中引入燃料。提出，在环境压力至对环境压力有约0.5巴的过压，尤其是约0.05巴至0.3巴的过压的压力下向所述计量阀输送燃料。这种非常小的过压足以向曲轴箱中引入燃料。绝对燃料压力与绝对曲轴箱平均压力的比例为约0.0至约1.7，尤其是约0.9至约1.2。在此有利的是对于所有的运行状态燃料压力保持恒定不变，视运行状态所述曲轴箱平均压力改变。
在曲轴一次回转的进程中所述曲轴箱压力起伏非常强烈并且可能部分地在所述燃料系统中的压力之上。在非常小的过压下输送燃料的情况下因此提出要在确定的时间输送燃料。在空转时必须只输送非常少的燃料量。为了能够有足够准确的计量，提出，在空转时只在一个所述曲轴箱中充斥环境压力至相对于环境压力约0.3巴的负压之间的压力，尤其是在环境压力至约0.1巴的负压的压力之间的压力的时间点，输送所述燃料。这通常是刚过活塞的下死点之后。在该区域中曲轴箱压力几乎恒定不变并且仅稍低于环境压力。所述曲轴箱中的该均匀的、几乎恒定不变的压力造成燃料系统与曲轴箱之间一种恒定不变的压差。因此输送燃料的时间在该区域中大致地与要输送的燃料量成比例。这使得能够以简单的方式准确地计量燃料。所述曲轴箱压力与燃料系统中的压力之间的压差比较小。因此对于输送很少量的燃料也需要比较长的时间。在通过计量阀输送燃料的情况下所述阀以一定的时间容差反应，容差在非常短的阀门转换时间的情况下导致实际输送的燃料量与要输送的燃料量较大的偏差。这可以通过在曲轴箱中较小的负压的情况下引入燃料比较长的所需要时间避免，从而使之能够以简单的方式达到一种准确的燃料计量。
在满负荷下，必须向内燃机输送大量的燃料。为了能够输送该燃料量，提出，在满负荷的情况下，以所述曲轴箱中的压力低于燃料压力的一个时间点输送燃料。在此，所述曲轴箱压力必须尽可能地低，从而在燃料系统中得出一种大的压力差。提出，所述计量阀最早在曲轴箱压力降低到燃料压力之下时开放。由此可以避免空气从入气道进入燃料系统中。所述计量阀最迟在曲轴箱压力重新上升到燃料系统中的压力上时关闭。
适当的是，用在排出空间中的压力传感器测量充斥在所述排出口的反压。在此所述排出空间包含所有的与所述排出口流体连接并且从而在其中大致充斥充于所述排出口上的压力的区域。在此在计量燃料时所述排出空间与所述排出口连接。可以提出直接地考虑所测量的反压。通过所测量的反压所述控制匹配所述计量阀的开放时间点和/或关闭时间点。还可以提出，通过考虑负荷考虑所述反压。所述负荷对曲轴箱中的压力有显著的影响，从而对于匹配所述计量阀的开放时间和/或关闭时间点，考虑所述负荷是足够的。作为与负荷相关的参数有利的是测取曲轴箱压力。有利的是所述曲轴箱压力首先测取所述负荷，并且在查明所述计量阀的开放时间点和/或关闭时间点时考虑所述负荷，而不是把曲轴箱压力作为反压直接用于匹配所述开放时间点和关闭时间点。这取决于，所述关系是否能够表达为简单的算法或者特性曲线簇，或者例如在直接考虑所述曲轴箱压力的情况下是否需要高耗费的计算。
作为与负荷相关参数尤其要取得曲轴箱压力。还可以提出，作为与负荷相关参数测取安排在内燃机中的入气道中的节流件的位置。入气道向所述节流阀输送燃烧用空气。通过一个安排在所述入气道中的节流件的位置可以推断所述的负荷。在完全开放的节流件的情况下所述马达在满负荷下运转，而在部分地关闭或者完全关闭的节流件的情况下给出一个部分负荷运转或者空转运转。适当的是所述节流零件具有一个旋转固定地与所述节流件连接的节流轴并且所述节流件的位置由一个测量节流阀轴转动位置的节流阀轴传感器测量。以此方式可以简单地确定负荷。
还可以提出取得所述内燃机的一个入气道中的压力作为与负荷相关的参数。在此尤其是一个安排在入气道中的节流件的下游取得所述压力。这样也可以以简单的方式进行一种负荷查明。
还可以提出，通过考虑马达转速考虑所述反压。内燃机的转速也对曲轴箱中的压力有一种影响，并且从而对计量阀的排出口上的反压有一种影响。所述转速优选地通过一个安排在所述曲轴上的发电机查明。所述发电机可以同时用于产生用于其它用电器的电流，尤其是用于所述控制装置的供电。有利的是，在考虑所述反压时既考虑负荷也考虑转速。
提出，所述控装置依据要输送的燃料量确定所述开放时间点和关闭时间点并且对所述内燃机的每个循环查明要输送的燃料量。通过循环准确地查明要输送的燃料量，得出所述内燃机的非常良好的运转性能。能够有一种对变化的条件的快速匹配，从而所述内燃机快速地反应。
有利的是，通过一个参照反压依据要输送的燃料量查明所述计量阀的开放时间点和关闭时间点并且依据一个考虑在所述排出口上的反压的参数校正其中至少一个时间点，也就是开放时间点和/或关闭时间点。通过首先查明所述计量阀的开放时间点和关闭时间点，不论是查明还是校正所述时间点都可以比较简单地进行并且从而非常快速地进行。在此有利的是，通过一个特性曲线簇进行所述校正。然而还可以通过计算进行所述校正。还可以提出查明所需要的燃料量和至少一个考虑所述排出口上的反压的参数并且借助于所述燃料量和所述参数确定开放时间点和关闭时间点。在此情况下不提出对一个参考压力确定开放时间点和关闭时间点，而是直接从燃料量和参数确定开放时间点和关闭时间点。由此还可以比在校正先前确定的时间点时更准确地确定开放时间点和关闭时间点。可以借助于燃料量和所述参数通过一个特性曲线簇确定或者计算开放时间点和关闭时间点。
一个独立的发明思想涉及向所述内燃机输送的燃料量。有利的是，参照所述内燃机的功率在满负荷的情况下每千瓦向在所述活塞的每冲程向所述内燃机输送0.0006g至0.0015g燃料。提出，在满负荷情况下在所述内燃机的每个循环和每升工作容积向所述内燃机输送0.025g与0.06g之间的燃料。尤其是在空转中每循环向内燃机输送的燃料量约为在额定转速情况下每循环向所述内燃机输送的燃料量的三分之一至四分之一。由此达到所述内燃机的一种稳定的运转特性。同时可以实现良好的排放值。
附图说明
下面借助于附图说明本发明的实施例。在附图中：
图1示出一个内燃机的示意性的局部剖视的透视图，
图2至图4示出在曲轴的一次回转中所述内燃机的曲轴箱中的压力特性曲线，
图5和图6示出运行一个内燃机的方法的示意性流程图，
图7示出用于依据负荷和转速查明一个阀门的开放时间点的一个特性曲线簇的示意图，
图8示出一个内燃机的一个实施例的示意图，
图9和图10示出在所述曲轴的一次回转中的所述内燃机的曲轴箱中的压力特性曲线图和计量阀的开放时间和关闭时间。
具体实施方式
图1中所示的内燃机1构成为单缸二冲程马达并且用于驱动一个手持工作机譬如一个马达锯、一个分离砂轮机、一个自游切割机等中的一个工具。如本发明所述的方法还可以用于其它的马达。内燃机1具有一个气缸2，在所述气缸中构成一个燃烧室3。所述燃烧室3由一个活塞5限定。活塞5可以往复运动地支承在气缸2中并且通过一个连杆6驱动一个可旋转地支承在一个曲轴箱4中的曲轴7。在曲轴箱4中通入一个由活塞5缝式配气的入气道12。在入气道12中用一个节流阀轴14可摆动地支承一个节气门13。为了操作所述节气门13在所述节流阀轴14上旋转固定地安排一个节流阀杆15，在所述节流阀杆上可以作用一个在图1中没有示出的油门拉线。在对置于所述节流阀杆15的侧面上在节流阀轴14上安排一个节流阀轴传感器16，所述传感器例如可以构成为电位计。所述节流轴传感器16例如查明节流阀轴14的转动位置并且从而查明节流阀活瓣13的位置。内燃机1具有一个控制装置28，节流阀轴传感器16与之连接。入气道12以一个入口8汇合进气缸2中。从燃烧室3中引出一个排出口3，所述排出口大致对置于入口8安排在气缸2的圆周上。
在图1中示出的活塞5的下死点的区域中曲轴箱4通过排出口附近的溢流道11和排出口附近的溢流道10与燃烧室3连接。设有两个入口附近的溢流道10和两个排出口附近的溢流道11，在图1中各示出一个。没有示出的溢流道10、11在图1中安排在局部切排出口9的剖面层的前方。
为了输送燃料，内燃机1具有一个燃料系统29，所述燃料系统包含一个油箱20、一个油泵19、一个燃料管18和一个计量阀17。油泵19从油箱20经所述燃料管18向计量阀17输送燃料。油泵10用恒定的压力下向计量阀17输送燃料。为了确保在所述计量阀上的恒定的压力，可以在燃料管18中安排一个限压阀。计量阀17安排在排出口附近溢流道10中并且以一个排出口37汇合进入口附近溢流道10中。计量阀17与控制装置28连接。所述控制装置28控制计量阀17的排出口37的开放和关闭。计量阀17尤其是一种电磁阀。
在曲轴4上安排一个压力传感器21和一个温度传感器22。压力传感器21测量曲轴箱4中的压力PKGH和温度。压力传感器21和温度传感器22也与控制装置28连接。
附加或替代于压力传感器21，设置一个测量节气门13下游入气道12中的压力PA的压力传感器21’。压力传感器21`也与控制装置28连接。
在曲轴箱4的外部在曲轴7上安排一个发电机23，所述发电机基于曲轴7的旋转产生电流。同时发电机23发出一种信号，从所述信号中可以查明转速n和曲轴7的位置。发电机23由安排在曲轴7上的风扇轮24搭接。在风扇轮24的圆周上安排极靴26，所述极靴把一个安排在风扇轮24上永磁体的磁场引向所述风扇轮的圆周。风扇轮24的圆周上安排一个点火模块25，其中在风扇轮24旋转时基于所述磁体感应出一个电压。该电压提供点火电压。一个火花塞突入内燃机1的燃烧室23中。点火模块25可以与火花塞27直接连接。然而也可以提出，点火模块25和火花塞27与控制装置28连接。火花塞27的供电也可以通过发电机23进行。发电机23与控制装置28连接，所述控制装置分析发电机信号并且查明内燃机1的转速n和曲轴7的位置。在此可以在曲轴7的每回转中一次或者多次查明曲轴7的位置。
在内燃机1运转时在活塞5的上向冲程中经入气道12通过入口向曲轴箱4中吸入燃烧用空气。在活塞的下向冲程中，把燃烧用空气密封在曲轴箱4中。只要下向运行的活塞5一旦使溢流道10和11向燃烧室3开放，燃烧用空气就立即从曲轴箱4溢流到向燃烧室3中。计量阀17向燃烧用空气输送燃料。所出现的燃料/空气混合物在燃烧室3中由上向运行的活塞5密封并且在上死点5的区域中由火花塞27点火。通过所述燃烧，活塞5向下地向曲轴箱4加速。只要排出口9一旦开放，废气就立即退出燃烧室4。只要溢流道10和11向燃烧室3开放，就把残留在燃烧室3中的废气由经过溢流道10、11后流入燃烧3中的燃烧用空气扫出。
燃料泵19在恒定的压力P0下向计量阀17输送燃料。视燃料输送装置的结构类型而异可以对不同的运行状态还调节不同的燃料压力P0。有利的是，通过对应的调节装置和控制装置把所述燃料压力在很大程度上保持恒定。不提出依据存在于排出口37上的压力跟随燃料压力P0。有利的是压力P0是环境压力至比环境压力高2巴的过压。尤其压力P0是约对环境压力有约0.3巴至2巴的过压，有利的是有约0.5巴至1.5巴的过压。特别有利的是压力P0是约对环境压力有约1巴的过压。然而还可以提出一种P0`，它的最大值对应于最高的曲轴箱压力Pmax并且尤其是小于最高曲轴箱压力Pmax。这在图3中示出。在计量阀17的排出口37处由于活塞5的运动并且由于不同的负荷状态充斥一种强烈起伏的压力。因为溢流道10与曲轴箱4连接，排出口37处的压力对应于在曲轴箱4中的压力。在排出口37处的压力对应于充斥在与排出口37连接排出空间中的充斥的压力，在该实施例中也就是充斥于溢流道10和11和曲轴箱4中的压力。所述排出空间尤其是计量燃料时与排出口37连接的空间。
在图2中示出曲轴箱压力PKGH在一个曲轴7的一次回转中作为对环境压力的过压力被给定。在此，曲轴7的位置示出为曲轴角α，曲线30表示在满负荷下曲轴箱4中对环境压力的相对压力，而曲线31示出在较低地部分负荷下的所述相对压力。如在图2中所示，以曲轴7的一次回转上曲轴箱压力PKGH起伏非常强烈并且可以高于或者低于环境压力。180°的曲轴角α表示活塞5的下死点UT，而360°或者0°的曲轴角α表示活塞5的上死点OT。时间点
Figure A20081012875600121
表示通过活塞5向燃烧室3开放溢流道10和11而时间点
Figure A20081012875600122
表示通过活塞5关闭溢流道10和11。压力P0表示从排出口37溢入溢流道10的燃料压力。压力P0是恒定不变的并且在该实施例中为1巴。在图2中还示出曲轴箱平均压力PM，也就是说例如对于在曲线30中示出的压力特性曲线在满负荷情况下在内燃机1的一个循环上曲轴箱4中的平均压力。在此燃料压力P0被选择，使作为绝对压力说明的燃料压力P0关于作为压力说明曲轴箱平均压力PM约1.3至2.8，尤其是约1.7至2.2。在此有利的是，燃料压力P0在所有运转状态下是恒定的，而曲轴箱平均压力PM视运行状态而改变。所得出的绝对燃料压力与绝对曲轴箱平均压力的比对于所有的运行状态应处在所述的值域内。有利的是燃料压力P0`最多大致对应在图4中所示的最高曲轴箱压力Pmax。在此，最高曲轴箱压力Pmax设定在溢流道10、11开放的情况下在时间点
Figure A20081012875600131
最高曲轴箱压力Pmax尤其表明在内燃机1的所有运行状态上最高设定在曲轴箱4中的压力。
在运转中，内燃机1的控制装置28对于内燃机1的每个循环确定要输送的燃料量。一个二冲程马达的情况下所涉循环是指曲轴7的一次回转。在一个四冲程马达一个循环包含所述曲轴的二次回转。控制装置28可以依据内燃机1的负荷L、温度和/或转速n确定要输送的燃料。借助于要输送的燃料量控制装置28为计量阀17确定开放时间t1和关闭时间t2并且触发计量阀17使得使计量阀17在确定的时间点t1、t2开放和关闭。在此可以确定时间点t1、t2之一，并且依据要输送的燃料量由控制装置28确定另外的时间点t1、t2。也可以由控制装置28可变地确定时间点t1、t2。
在较低的部分负荷下提出，为了输送由控制装置28得出的燃料量在时间点t1开放和在时间点t2关闭计量阀17。在时间点t1和t2燃料压力P0与曲轴箱压力PKGH之间的压差比较大。在时间点t1出现一个对燃料压力P0的压差d3并且在时间点t2出现一个压差d4。在该实施例中压差d3和d4近于相同大小。曲轴壳压力PKGH在时间点t1与t2之间改变，然而改变却比较地小。
如曲线30所示，在满负荷的情况下曲轴箱压力PKGH在时间点t1和t2相当地大。在满负荷的情况下，燃料压力P0与曲轴箱压力PKGH之间的差压d1显著地低于在低的部分负荷下的差压d3。在时间点t2燃料压力P0与曲轴箱压力PKGH之间的差压d2也显著地低于在低的部分负荷下的差压d4。低的差压导致在相同的开放时间t1和相同的关闭时间t2在满负荷的情况比在部分负荷的情况下为计量阀17输送较少的燃料量。为了对此进行补偿，可以延长计量阀17的开放持续时间。这可以如下实现，即把关闭时间点t2推到较晚的时间点t2`或者把开放点t1提到较早的开放时间点t1`。还可以既移动开放时间点t1也移动关闭时间点t2。通过改变计量阀17的开放时间点可以把所述开放持续时间与计量阀17的排出口37上的反压相匹配。
如图2所示，在时间点t1`存在相对燃料压力P0比在时间点t1的压差d1小的压差d1`。在时间点t2`的压差d2`大于在时间点t2的压差d2。在匹配计量阀17的开放时间t1和关闭时间t2时也必须考虑这些改变了的压差d1`、d2`。为了考虑曲轴箱中的不同的压力水平并且从而考虑在排出口37上的反压，例如可以依据开放时间t1并且依据马达负荷在一个特性曲线簇中存入关闭时间t2。在所述特性曲线簇中还可以说明关闭时间t2的校正系数，用之校正为参照反压查明的一个关闭时间点。
如图2所示，在向溢流道10中输送燃料的情况下计量阀17只在溢流道10开放以后且在溢流道10关闭以前的时间点开放。时间点t1、t2、t1`和t2`处在时间点
Figure A20081012875600141
与
Figure A20081012875600142
之间。此后只在溢流道10向燃烧室3开放并且从曲轴箱4向燃烧室3中溢流燃烧用空气时才向溢流道10中输送燃料。在此时期，溢流道10中的压力比较高。于溢流道10中含燃料的燃烧用空气与曲轴箱4中只含有这小量的燃料或者没有燃料的燃烧用空气之间在计量阀17上的该较高的反压引起一个良好的充气分层装载(Ladungschichtung)。因此在计量阀17开放以前基本没有燃料的空气从曲轴箱进入燃烧室。这种没有燃料的空气把与燃烧用空气混合的跟随流入的燃料与前个循环安排在燃烧室3中的废气分离开。由此可以达到内燃机很小的废气值。
在图3的图表中同样地用曲线30示出满负荷的曲轴箱压力PKGH并且用曲线31示出较低的部分负荷的曲轴箱压力。为了对在计量阀17的排出口37上充斥的反压进行匹配，不是必须改变计量阀17的开放持续时间。如图3所示，还可以通过把开放时间点t1推移到较晚的开放时间点t1``并且把关闭时间点t2推移到一个较晚的时间点t2``达到对所述反压的匹配。在时间点t1``相对燃料压力P0存在的差压d1``大于在时间点t1的差压d1。同样地，在时间点t2``的差压d2``大于在时间点t2的差压d2。通过把开放时间点t1和关闭时间点t2推移到一个较晚的时间点加大了燃料压力P0与曲轴箱压力PKGH之间的差压由此提高了输入内燃机的燃料量，而不改变计量阀17的开放持续时间。如图3所示，在该实施例中在较低的部分负荷的情况下差压d1``、d2``在时间点总是低于时间点t1和t2的差压d3、d4，这由曲线31示出。通过移动开放时间点t1和t2在该实施例中不能够达到计量阀17上的反压的完全补偿。因此可以附加地提出延长开放时间。
图4中同样地示出在曲轴角α上的曲轴箱压力PKGH。曲线32示出在第一较低的转速情况下曲轴箱4中的压力特性曲线，而曲线33示出在较高的第二转速情况下的压力特性曲线。如图4所示，在高转速的情况下所述压力在溢流道开放与关闭之间溢流道开放以后一个短的时间段都大于在较低的转速情况下的压力。所述转速由此也对计量阀17的排出口37上的反压有一种影响。两个曲线32、33示出相同负荷下的压力特性曲线，也就是说在满负荷时的压力特性曲线。为了向内燃机1输送由控制装置28确定的燃料量，必须在所述较低的第一转速(曲线32)的情况下在时间点t1开放计量阀17并且在时间点t2关闭所述计量阀。在一个、较高的第二转速(曲线33)的情况下在时间点t1和t2对燃料的压力P0的差压较低(图2和图3)，从而在相同的开放时间点的情况下输送较少的燃料。为了与在较低转速的情况下输送相同的燃料量，可以把开放时间点t1移到较早的时间点t1`并且把关闭时间点t2推移到一个较晚的时间点t2`。还可以提出移动开放时间点t1或者关闭时间点t2。为进行匹配，还可以提出，既把开放时间点t1也把关闭时间点t2推移到一个较晚的时间点，并且在此能够不改变计量阀17的开放持续时间，如在用图3为匹配不同的负荷所说明的那样。
图5和图6示出用于考虑在计量阀17的排出口37上的反压的示意性方法。图5所示的方法提出查明要输送的燃料量的方法步骤38。在步骤39中对要输送的燃料量查明对一个参照反压的计量阀17的开放时间点t1和关闭时间点t2。在方法步骤40中查明用于考虑在排出口37上的所述反压的一个或者多个参数。所述参数例如可以是所述曲轴箱中的压力、所述内燃机的负荷或所述内燃机的转速。在此，可以通过曲轴箱中的压力PKGH、安排在进气道中的节流件的位置或者通过在所述入气道中的压力PA考虑所述负荷。压力PKGH可以由压力传感器21测量，压力传感器21`测量压力PA，节流阀活瓣13的位置由节流阀轴传感器16测量。有利的是通过多个参数，例如通过所述负荷和所述转速考虑所述反压，从而可以达到比较准确的燃料计量。然而还可以提出，仅部分地补偿所述反压并且只考虑所述参数之一尤其是所述转速。
在方法步骤41中，依据用于考虑所述反压的参数校正开放时间点t1和/或关闭时间点t2。在此可以校正所述时间点之一，然而还可以提出，这两个时间点都校正。所述校正尤其可以通过一个特性曲线簇或者通过一种计算进行。在所述校正的情况下，有利的是依据所述曲轴角考虑反压的压力特性曲线。在方法步骤42中由所述控制装置28在确定的时间点开放或者关闭计量阀17。
在图6中示意画出的方法在方法步骤43中提出，同样地查明在一次循环中要输送的燃料量。在此所述查明与图5中所示的方法同样地进行。在方法步骤44中查明用于考虑反压的参数。该方法步骤对应于图5中所示的方法步骤40。在方法步骤45中借助于要输送的燃料量和借助于所述用于考虑反压的参数直接地查明用于计量阀17的开放时间点和关闭时点。在此所述查明可以通过一个或者多个特性曲线簇或者通过一种计算进行。在方法步骤46中在所查明的时间点t1、t2开放和关闭计量阀17。
在图7中示意地示出一种用于查明计量阀17的开放时间点t1的特性曲线簇。在图示的实施例中，把关闭时间点t2保持为恒定不变。开放时间点t1作为曲轴角α说明。开放时间点t1在时间上于活塞5的上死点之前。从而一个较大的曲轴角α表现一个较迟的开放时间点t1，也就是说在相同的关闭时间点t2情况下是一个较短的计量阀17的开放持续时间。在该特性曲线簇中依据负荷L和转速n示意表示开放时间点t1。然而在此每个负荷L和转速n的组合配属一个开放时间点t1，从而从所述特性曲线簇可以为每个负荷L与转速n的组合查明一个开放时间点t1。
图8示意地示出一个内燃机1的实施例，其结构基本上对应于在图1中所示的内燃机1。在此于图8中为了简单没有示出内燃机1的所有部件，譬如传感器、控制装置等等。图8中所示的内燃机1与图1中所示的内燃机1的区别在于，计量阀17不安排在一个溢流道10、11上，而是安排在曲轴箱4上。于是，计量阀17把燃料直接输送进曲轴箱内空间中。如图8所示，入气道12与一个空气过滤器34连接，通过所述空气过滤器把环境空气吸入进曲轴箱4中。
图9用一条曲线48示出内燃机1空转时曲轴箱4中的压力特性曲线。曲线48在此把所述压力表达为绝对压力。环境压力P0用一条虚线示出。同样地用虚线画出的是所得出的曲轴箱平均压力PM。曲轴箱平均压力PM在环境压力P0之下。在一个燃料压力P1下向计量阀17输送燃料。有利的是燃料压力P1是环境压力直到约0.5巴，尤其是以约0.05巴至0.3巴对环境压力PU过压。在所示的实施例中燃料压力P1对环境压力PU有约0.1巴的过压。用于把燃料输送到曲轴箱4中的所述压力范围对输送入溢流道10也可以是有利的。
如图9所示，在空转时提出，紧接在活塞5的下死点UT后的一个时间点t1开放计量阀17，并且紧邻地在关闭溢流道
Figure A20081012875600171
前的一个时间点t2关闭计量阀17。计量阀17由此输送燃料，这时溢流道10、11向燃烧室3开放。紧接在此时间段在活塞5的下死点UT后的一个时间点曲轴箱PKGH近似地是恒定的并且在环境压力PU的范围。在此有利的是，曲轴箱压力PKGH在环境压力PU与对环境压力约0.3巴负压之间，尤其在环境压力PU与对环境压力约0.1巴负压之间。由于在燃料压力P1与曲轴箱压力PKGH之间很小的压差也可以准确地计量少量的燃料。因为曲轴箱压力PKGH近似地是恒定的，计量阀17的开放持续时间大致与要输送的燃料量成比例，从而可以用简单的方式确定所述开放持续时间并且从而确定开放时间点t1和关闭时间点t2。如图9所示，空转时燃料压力P1低于最高的曲轴箱压力PKGH。
图10示出满负荷时曲轴箱压力PKGH的特性曲线。在此曲线49示出平均转速时曲轴箱中的绝对压力而曲线50示出在高转速时曲轴箱中的绝对压力。所得出的曲轴箱平均压力PM示例地在曲线50对所述压力特性曲线示出。燃料压力P1明显地在最高曲轴箱压力Pmax之下并且也在曲轴箱平均压力PM之下。在此最高曲轴箱压力Pmax出设定在满负荷时。在此燃料压力P1也大于最高的曲轴箱压力PKGH，所述最高的曲轴箱压力在空转时和在部分负荷的情况下或者在平均转速的情况下设定。
在由曲线49表明的压力特性曲线的情况下提出，在一个在关闭溢流道10之前的时间点t1开放计量阀17。在一个于上死点之前的时间点t2关闭计量阀17。不论是在时间点t1还是在时间点t2曲轴箱压力PKGH都在燃料压力P1之下。由此保证，把燃料吸入进曲轴箱并且不会有燃烧用空气从曲轴箱4进入燃料系统中。
在由曲线50示出的所述曲轴箱中的高转速时压力特性曲线的情况下，提出，在一个于关闭溢流通道
Figure A20081012875600181
后的时间点t1`开放计量阀17。在时间点t1`曲轴箱压力PKGH稍在燃料压力P1之下。在由曲线50示出的压力性曲线的情况下计量阀17在时间点t2`关闭，该时间点在上死点OT之后并且此时在曲轴箱压力PKGH大致对应于环境压力PU。把时间点t1、t1`、t2和t2`选择得使曲轴箱压力PKGH在燃料压力P1之下。在此，如果应当输送较大的燃料量可以把关闭时间点t2和t2`选择得较晚。在此有利的是把时间点t2和t2`选择得使关闭时间点t2和t2`在曲轴箱压力PKGH上升到燃料压力P1之上的时间点以前。
为把燃料直接输送进曲轴箱提出，绝对燃料压力P1与绝对曲轴箱平均压力PM的比例为约0.0至约1.7，尤其是约0.9至约1.2。这对于所有的运行状态都成立。通过仅在曲轴箱压力PKGH处于燃料压力P1之下时才开放计量阀17，可以把燃料压力P1选择得非常低。由此得出所述燃料系统的非常简单的结构。有利的是，对于所有的运行状态燃料压力P1都在最高曲轴箱压力Pmax之下。尤其是对于高转速，有利地也对平均转速提出，燃料压力P1最高对应于曲轴箱压力PM。
一个独立的发明思想涉及每活塞5的冲程向内燃机1输送的燃料量。在满负荷的情况下所述活塞的每冲程输送的燃料量有利的是在0.0006g/kW与0.0015g/kW之间。相对工作容积要输送的燃料量有利的是活塞5的每冲程和每升工作容积0.025g至0.06g。以该要输送的燃料量可以达到内燃机1的静音运行。同时把废气值保持得很小。有利的是，在空转时要输送的燃料量是每马达循环约为在额定转速的情况下每马达循环的三分之一至四分之一。计量阀17构成得使得能够输送内燃机1的每个循环的时所述的燃料量。所述要输送的燃料量尤其在内燃机1构成为单缸二冲程马达时是有利的。所述的燃料量对于运行一个其中不考虑所述计量阀的排出口上的反压的情况下确定计量阀的开放和关闭时间点的内燃机也是有利的。

Claims (34)

1.运行内燃机的方法，所述内燃机具有气缸(2)，在所述气缸中构成燃烧室(3)，所述燃烧室(3)由活塞(5)限定，所述活塞(5)可以往复运动地支承在气缸(2)中，并且其中活塞(5)驱动可旋转地支承在曲轴箱(4)中的曲轴(7)，内燃机具有燃料系统(29)，所述燃料系统包含至少一个有用于向内燃机(1)输送燃料的排出口(37)的计量阀(17)，内燃机还具有控制装置(28)，其中在给定的压力(P0、P0′、P1)下向计量阀(17)输送燃料，并且控制装置(28)在考虑计量阀(17)的排出口(37)上充斥的反压的情况下确定计量阀(17)的开放时间点(t1、t1′、t1″)和和关闭时间点(t2、t2′、t2″)，并且触发计量阀(17)，使计量阀(17)在确定的时间点(t1、t1′、t1″；t2、t2′、t2″)开放和关闭。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在恒定压力(P0、P0′、P1)下，向计量阀(17)输送燃料。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计量阀(17)把燃料输送到内燃机(1)的充斥曲轴箱压力(PKGH)的区域中。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，燃料压力(P0′、P1)最多对应于最高曲轴箱压力(Pmax)。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计量阀(17)向内燃机(1)的溢流道(10、11)中输送所述燃料。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在环境压力(PU)至对环境压力(PU)有2巴过压的压力(P0、P0′)下向计量阀(17)输送燃料。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，燃料压力(P0、P0′)对环境压力(PU)有约0.3至约2巴的过压。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，绝对燃料压力(P0、P0′)与绝对曲轴箱平均压力(PM)的比例为1.3至2.8。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，绝对燃料压力(P0、P0′)与绝对曲轴箱平均压力(PM)的比例为1.7至2.2。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在溢流道(10、11)向燃烧室(3)开放时向溢流道(10、11)输送燃料。
11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计量阀(17)向曲轴箱(4)中输送燃料。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在环境压力(PU)至对环境压力(PU)有0.5巴的过压的压力(P1)下向计量阀(17)输送燃料。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，燃料压力(P1)是对环境压力(PU)有0.05巴对0.3巴的过压。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，绝对燃料压力(P1)与绝对曲轴箱平均压力(PM)的比例为0.0至1.7。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，绝对燃料压力(P1)与绝对曲轴箱平均压力(PM)的比例为0.9至1.2。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在空转时在所述曲轴箱(4)中充斥环境压力(PU)与相对于环境压力(PU)有约0.3巴的负压压力之间的压力(PKGH)的时间点输送所述燃料。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由压力传感器(21)测量充斥在排出口(37)上的反压并且直接考虑所测量的反压。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过考虑负荷(L)考虑所述反压。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，作为与负荷相关的参数测取曲轴箱压力(PKGH)。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，作为与负荷相关参数测取安排在内燃机(1)中的入气道中(12)中的节流件的位置。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述节流件具有旋转固定地与所述节流件连接的节流阀轴(14)并且所述节流件的位置由一个节流阀轴传感器(16)测量，所述节流阀轴传感器测取节流轴(14)的转动位置。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，作为与负荷相关的参数测取压力(PA)。
23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过考虑马达转速(n)考虑所述反压。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，转速(n)通过安排在曲轴(7)上的发电机(23)查明。
25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，控装置(28)依据要输送的燃料量确定所述开放时间点(t1、t1′、t1″)和关闭时间点(t2、t2′、t2″)并且对所述内燃机(1)的每个循环查明要输送的燃料量。
26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对参照反压依据要输送的燃料量查明计量阀(17)的开放时间点(t1)和关闭时间点(t2)并且依据考虑在所述排出口(37)上的反压的参数校正时间点(t1、t2)的至少一个。
27.如权利要求26所述的方法，通过特性曲线簇进行所述校正。
28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，通过计算进行所述校正。
29.如权利要求1所述的方法，其特征在于，查明所需要的燃料量和至少一个考虑排出口(37)上的反压的参数并且借助于所述燃料量和所述参数确定开放时间点(t1、t1′、t1″)和关闭时间点(t2、t2′、t2″)。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，通过特性曲线簇借助于所述燃料量和所述参数确定开放时间点(t1、t1′、t1″)和关闭时间点(t2、t2′、t2″)。
31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，借助于燃料量和所述参数计算开放时间点(t1、t1′、t1″)和关闭时间点(t2、t2′、t2″)。
32.如权利要求1所述的方法，其特征在于，参照内燃机(1)的功率在滿负荷的情况下每千瓦所述活塞的每冲程向内燃机(1)输送0.0006g至0.0015g燃料。
33.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在满负荷情况下每个马达循环和每升工作容积向内燃机(1)输送0.025g与0.006g之间的燃料。
34.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在空转中每马达循环向内燃机(1)输送的燃料量约为在额定转速情况下每马达循环向内燃机(1)输送的燃料量的三分之一至四分之一。
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