CN104653276B - 往复活塞式内燃机和用于运行往复活塞式内燃机的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及往复活塞式内燃机和用于运行往复活塞式内燃机的方法。往复活塞式内燃机包括至少一个布置在缸盖(3)处的空气进入阀(5)和布置在缸盖处的空气排出阀(6)，其中，在缸盖(3)处布置有电磁阀以用于将空气引入到燃烧室(13)中和/或将空气从燃烧室(13)中引出。用于运行往复活塞式内燃机的方法的特征在于以下步骤，即，除了通过至少一个进入阀(5)引入到燃烧室(13)中的增压空气之外，通过电磁阀(4)将压缩空气从压缩空气储存器(1)中引入到燃烧室(13)中；和/或将经压缩的空气通过电磁阀从燃烧室(13)中取出并且输送给压缩空气储存器(1)。
Description
技术领域
本发明涉及往复活塞式内燃机以及用于运行往复活塞式内燃机的方法。
背景技术
根据现有技术，用于机动车尤其商用车的柴油马达通常配备有排气涡轮增压系统(ATL)。可由此实现的更高的过量空气引起更少的氮氧化物和颗粒排放。然而，从怠速运行或较低的部分负载开始的加速过程是有问题的运行范围，因为在此在加速时刻尚未提供足够的增压压力，以便维持持续很高的过量空气。结果是在加速过程中提高的氮氧化物和颗粒排放(炭黑排放)。
为了使该缺点最小化，从实践中已知设置附加的空气注入，在其中在加速期间将空气从车辆的制动空气系统导引到增压空气分配管中。通过活门防止输送的空气回流至吸入设备。然而，这种类型的活门阻止由排气涡轮增压系统产生的增压空气可到达至马达。因此，该方法的缺点是，必须从制动空气系统中取出所有所需的空气，直至建立足够的增压压力。
在专利文献DE 101 29 976 B4中说明了一种方法，其使用大型马达的用于起动所需的实施为盘形阀(Tellerventil)的起动阀，以用于附加注入空气。该起动阀气动地或液压地来操控。从文献DE102004028216A1，EP2333271A1以及FR2865769A1中已知这样的往复活塞式内燃机，即其除了进入阀和排出阀之外在缸盖处附加地具有电磁阀，该电磁阀与直接地布置在缸盖处的压缩空气储存器相连接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的往复活塞式内燃机，利用其可避免传统的往复活塞式内燃机的缺点。本发明的目的是尤其提供一种这样的往复活塞式内燃机，其适合于与排气涡轮增压器一起使用以用于使有害物排放最小化和/或使得能够实现往复活塞式内燃机的更高效的运行。本发明的另一目的是提供一种用于运行往复活塞式内燃机的经改进的方法，其避免了传统运行方法的缺点。
该目的通过带有独立权利要求的特征的往复活塞式内燃机以及用于运行往复活塞式内燃机的方法来实现。本发明的有利的实施方式和应用方案是从属权利要求的对象，并且在随后的说明中部分地参考附图对其进行进一步阐述。
根据本发明的总的着眼点，所提及的目的通过这样的往复活塞式内燃机实现，在其中，除了布置在缸盖的空气入口或空气出口处的空气进入阀或空气排出阀(通过其进行在排气行程和进气行程中的换气过程(Ladungswechsel))之外，布置有电磁阀以用于将空气引入到燃烧室中和/或将空气从燃烧室中引出。
电磁阀(其在下面还被称为可电磁操纵的喷射器)例如是电控制的电磁阀。该电磁阀优选布置在压缩空气管路的端部处，该压缩空气管路使缸体(电磁阀布置在该处)与压缩空气系统的压缩空气储存器相连接。由此，电磁阀在打开的位置中通过压缩空气管路联结缸体的燃烧室和压缩空气储存器。由此，借助于电磁阀不是通过传统的增压空气输送管路而是通过独立的压缩空气管路实现附加空气引入到燃烧室中。在缸盖处的进入阀和排出阀可构造为盘形阀。压缩空气储存器例如可设定成为车辆的气压制动器进行供给。
优选地，在缸体组的每个缸盖处布置有这种类型的电磁阀。可操控该电磁阀以用于将空气引入到燃烧室中和/或将空气从燃烧室中引出。因此，例如在压缩行程中，通过可精确且快速切换的电磁阀即使在关闭进入阀和排出阀时也可控制在燃烧室中的空气量。
为了附加空气注入，优选由控制单元如此操控电磁阀，即，在进入阀的关闭的范围中将电磁阀带到打开位置中，以便通过电磁阀将附加的空气引入到燃烧室中。当在缸体中的通过在压缩行程中的压缩提高的压力超过在压缩空气系统中的空气压力时或在此之前，将电磁阀再次带到关闭位置中。进入阀的关闭的上述范围还应包括刚好在关闭进入阀之前和之后的时刻。
因为可通过电磁阀将附加空气直接引入到燃烧室中，优选地在关闭进入阀之后取消了止回阀的必要性。可以通常的方式尤其利用排气涡轮增压器的辅助实现利用空气填充缸体，从而可仅在需要时通过电磁阀接通附加注入。由此可维持持续很高的过量空气，以便降低氮氧化物和颗粒排放。
优选地，电磁阀如此构造，即，电磁阀的有效截面(即，用于空气注入的有效截面)在5mm2至20mm2的范围中，进一步优选地在10mm2至15mm2的范围中。对于1.5 l至2 l的缸体排量，10mm2至15mm2的有效截面特别有利。因此，电磁阀的优选的有效的打开截面大于传统的电磁阀的打开截面，并且降低了用于空气注入和空气取出的所需的持续时间。这是有利的，因为通过在柴油马达中的高的压缩比实现在压缩行程中呈50bar的数量级的压缩最终压力，从而在缸体中的通过压缩提高的压力在短时间内超过在压缩空气容器1的压缩空气系统中的压力。因此，用于空气注入的可用的时间窗很小。
电磁阀可借助于控制单元控制地打开和关闭。控制单元可如此设定，即，取决于活塞位置、负载要求、马达转速和/或在缸体中的增压压力确定阀的控制参数，其尤其涉及决定是否在瞬态的运行状态中操纵电磁阀(涉及电磁阀的打开开始和/或电磁阀的打开结束)。此外，在本发明的范围中存在这样的可行性，即，控制单元设定成取决于在包含压缩空气储存器的压缩空气系统中的压力和/或温度确定电磁阀的控制参数。
根据一优选的实施方式，马达控制器用作用于电磁阀的控制单元。在该实施方式的有利的变型方案中，往复活塞式内燃机实施成带有共轨喷射部。那么有利地，共轨喷射系统的控制单元可用作用于电磁阀的控制单元，从而例如在柴油马达中将相同的马达控制器用于控制柴油喷射器11并且用于控制可相应地电磁操纵的空气喷射器4。
优选地，往复活塞式内燃机是自点火式内燃机(selbstzündendeBrennkraftmaschine)(柴油马达)。此外，带有电磁阀的往复活塞式内燃机可构造成奥托马达(汽油马达)，这在下面还将进行详细阐述。
本发明的另一方面涉及机动车，尤其商用车，其带有根据以上说明的任一方面的往复活塞式内燃机。
特别有利地，本发明使用在商用车中。在此，电磁阀可使燃烧室与制动器的压缩空气系统气动地相联结，如上面已经提到的那样。
根据一特别优选的实施例，商用车包括：第一压缩空气系统，其带有第一压缩空气储存器以例如用于为制动器供给压缩空气；和第二压缩空气系统，其带有第二压缩空气储存器，其中，第二压缩空气储存器在车辆运行中以比第一压缩空气储存器更高的压力运行。第二压缩空气储存器可通过电磁阀气动地与燃烧室相联结，并且此外构造成利用压缩空气填充第一压力储存器。
由此，在该实施方式变型方案中利用在压缩行程中的很高的压缩比，以便经由通过打开电磁阀从燃烧室中取出经压缩的空气填充第二压缩空气储存器。这具有的优点是，用于制动器的压缩空气系统可更小地来实施，并且在相同的体积的情况下总地可储存更大质量的压缩空气。此外，电磁阀可设计成带有更小的有效截面。
根据本发明的总的着眼点，提供一种用于运行往复活塞式内燃机的方法，其中，除了通过至少一个进入阀引入到燃烧室中的增压空气之外，通过电磁阀将压缩空气从压缩空气储存器中引入到燃烧室中。此外，经压缩的空气可通过电磁阀从燃烧室中取出并且再次输送给压缩空气储存器。如上面已经提到的那样，在至少一个进入阀的关闭的范围中开始压缩空气通过电磁阀的附加空气注入，并且最晚当在缸体中的气体压力达到在压缩空气储存器中的空气压力时结束附加空气注入。
设置可电磁操纵的喷射器(其与盘形阀相比可更精确地操控且可更快速地运行，以便在短的时间间隔之内将空气引入到燃烧室中和/或将空气从燃烧室中引出)使得能够通过相应地控制阀的打开和关闭实现往复活塞式内燃机的其他的附加的有利的运行方法。
根据一优选的实施例，该方法包括以下步骤：在这样的运行状态中，即在其中不需要全部的马达扭矩，在至少一个缸体带有切断的燃料喷射的情况下，使电磁阀在活塞的上止点的范围中优选在达到上止点之前立刻打开，并且在活塞的向下运动期间再次将其关闭，以便将经压缩的空气从燃烧室中取出并输送给压缩空气储存器。
因此，在这样的运行状态中，即在其中不需要全部的马达功率或全部的马达扭矩，根据本发明的内燃机可用于产生压缩空气。通过在压缩行程中产生的在缸体中的更高的压力填充压缩空气储存器。
在这种运行模式中，往复活塞式内燃机还可用于制动能回收。如果没有燃料喷射的惯性阶段(Schubphasen)如以上说明的那样用于产生压缩空气，则得到系统的效率提升，因为制动能用于产生压缩空气。
根据上述实施方式的一有利的变型方案，在其中未利用全部的马达功率的运行状态是没有燃料喷射的惯性运行(Schubbetrieb)。在这种变型方案中，控制单元以如下方式控制电磁阀。在关闭进入阀之后立刻开始惯性运行的压缩行程时，将电磁阀带到打开的位置中。在该时刻，在燃烧室中的压力小于在压缩空气储存器中的压力。发生压缩空气进入到燃烧室中的附加空气注入。最晚当在缸体或燃烧室中的气体压力达到在压缩空气储存器中的压力时，再次关闭电磁阀。紧接着，在上止点的范围中(例如在上止点之前)再次打开电磁阀，并且紧接着在活塞的向下运动期间再次关闭电磁阀，以便将经压缩的空气从燃烧室中取出并且送回给压缩空气储存器。
因此，根据该实施方式变型方案，通过以下方式产生更高的制动作用，即，在压缩行程中将附加的空气引入到缸体中，从而通过在活塞的向上运动期间的提高的缸体填充完成提高的压缩功，其以制动的方式作用到曲轴上。为了防止储存在空气中的能量在向下运动中加速地作用到曲轴上，使喷射器在活塞的上止点中再次打开并且进行提取以用于填充压缩空气系统。
根据本发明的另一方面，提出一种商用车，在其中借助于从燃烧室中以所说明的方式提取出经压缩的空气并且将其输送到压缩空气储存器中实现产生压缩空气，而并未设置用于产生压缩空气的单独安装的空气压缩机。因此，本发明的另一优点是，在系统的合适的设计方案中可放弃通常建造在商用车中的用于产生压缩空气的空气压缩机。
根据另一有利的实施方式变型方案，如此操控电磁阀，即，在燃烧之前经由通过电磁阀的至少部分地取出来减少已经通过进入阀引入到燃烧室中的空气量，以便有针对性地提高排气温度。通过电磁阀控制的富集实现有针对性地提高排气温度，以便例如实现在马达起动之后更早地激活排气再处理系统。
因此，优选在冷起动之后使用该运行方式，直至马达达到正常的运行温度。此外，可在怠速运行和低负载范围中利用该实施方式变型方案提升排气再处理系统的有效性。在此，与通过吸入空气的节流来减少空气量相比，不必考虑由于节流损失引起的效率降低。
根据该设计形式的一有利的变型方案，该运行方式可在自点火式往复活塞式内燃机中通过设置λ探测器(Lambdasonde)还在闭环的调节回路中予以实现，其中，λ探测器测量调节参数，并且电磁阀被作为调整元件进行操控。由此可显示出用于柴油马达的这样的λ调节系统(Lambda-Regelung)，其本身如从用于奥托马达的现有技术中已知的那样，该λ调节系统在特性上相应于现代的奥托马达的λ调节系统。
附图说明
下面参考附图说明本发明的其他的细节和优点。其中：
图1显示了根据一实施例的柴油马达的内燃机的示意性的框图；
图2显示了根据一实施例的奥托马达的内燃机的示意性的框图；以及
图3显示了根据另一实施例的柴油内燃机的示意性的框图。
参考标号列表
1 12bar的压缩空气容器
2a,2b,2c 压缩空气管路
3 缸盖
4 电磁阀
5 进入阀
6 排出阀
8 连杆
9 截止阀
10 空气分配轨道
11 柴油喷射器
12 火花塞
13 燃烧室
14 30bar的压缩空气容器
15 止回阀
16 压力调节器
17 压力和温度探测器。
具体实施方式
图1示意性地显示了根据一实施例的自点火式内燃机的缸体的构造。通过由曲轴驱动的连杆8使在缸体中可运动地引导的活塞7运动。在缸盖3处布置有呈盘形阀的形式的至少一个进入阀5和至少一个排出阀6。它们在吸气行程和排气行程(所谓的换气过程阶段)中以已知的方式交替地在可能的阀门重叠的情况下打开和再次关闭，以便将新鲜气体从增压空气通道中通过进入阀5吸入到缸体中并且将排气通过排出阀6从缸体中推出。此外，可设置有排气涡轮增压器(未示出)，其可产生用于经由进入阀5为缸体增压的过压。喷射到燃烧室13中的燃料通过布置在缸盖处的柴油喷射器11实现。
在缸盖3处布置有可电操纵的电磁阀4，其通到燃烧室13中。电磁阀4的位于燃烧室13之外的开口联接在压缩空气管路2a处，电磁阀4通过该压缩空气管路2a与压缩空气系统相连接。缸体组的其他缸体(在图1中未显示)以相似的方式来构造。
在压缩空气系统中布置有压缩空气容器1，例如从压缩空气容器1中为商用车的气压制动器(未显示)供给压缩空气。使缸体组的每个缸体的电磁阀4的压缩空气管路2a通过空气分配轨道10聚集到压缩空气管路2b中，压缩空气管路2b与压缩空气容器1相连接。此外，在压缩空气容器1和空气分配轨道10之间设置有截止阀9。例如典型地使用在商用车中的压缩空气容器1在10bar至12bar的范围中运行。
通过共轨喷射系统的控制器实现电磁阀4的操控，该共轨喷射系统通过控制线路与电磁阀4相连接(未显示)。用于操控共轨喷射器11的控制单元(尤其用于操控共轨喷射器11的末级(Endstufe))同样适合于操控电磁喷射器4。因此，根据本实施例，用于操控柴油喷射器11的相同的末级同样借助于多元方法用于操控电磁阀4。
控制单元确定用于控制电磁阀4所需的控制量或控制参数，例如阀的运行“是或否”、阀4的打开开始和打开结束。控制参数的确定取决于当前的负载要求、马达转速和增压压力，其已经存在于用于控制柴油喷射器11的控制器中。此外，控制器设定成，通过数字接口与布置在车辆中的其他控制器或直接由相应的传感器17确定在空气系统1中的、作为用于计算控制参数的其他的量的压力和温度。在该实施例中，一个压力和温度探测器17布置在压缩空气容器1处，而另一压力和温度探测器17布置在分配轨道10处，以便测量在压缩空气容器1或分配轨道10中的压力和温度。
图2显示了用于奥托马达的、图1的实施例的改进方案，从而为了避免重复参考以上说明。该内燃机的特点在于，代替柴油喷射器11设置有火花塞12，在燃烧室13中利用该火花塞点燃空气燃料混合物。此外，附加的止回阀15在电磁阀4上游设置在压缩空气管路2a中，以便防止可燃的混合物从燃烧室13中通过电磁阀4到达到压缩空气系统中。
图3显示了图1的实施例的另一改进方案，并且与图1的实施例的不同之处在于，现在设置有二级的压缩空气系统。不同于图1的实施例，单独的缸体通过其相应的电磁阀4和压缩空气管路2a并未直接联接到压缩空气容器1处，例如从该压缩空气容器1中对商用车的气压制动器进行供给。而是将以比第一压缩空气容器1更高的压力运行的第二压缩空气容器14布置在第一压缩空气容器1和缸体之间。
在该实施例中，压力和温度探测器17相应布置在第一压缩空气容器1、第二压缩空气容器14和分配轨道10处，以便相应测量在第一压缩空气容器1、第二压缩空气容器14和分配轨道10中的压力和温度。
当第一压缩空气容器典型地在10bar至12bar的范围中运行时，第二压缩空气容器为高压容器，其以约30bar的数量级运行。
两个压缩空气容器1、14又通过压缩空气管路2c相连接。在两个压缩空气容器之间布置有止回阀15和压力调节器16。通过在柴油马达中的高的压缩比实现呈50bar的数量级的压缩最终压力。由此实现利用以上说明的方法经由电磁阀4利用在压缩行程中产生的压缩空气填充高压容器14。同样由高压容器14实现空气注入到缸体中。通过压力调节器16或其他的可操控的阀由高压容器14实现填充正常的压缩空气容器1。
带有二级压缩空气系统的图3的组件具有以下优点：用于制动器的压缩空气系统1可更小地实施，因为储存在高压系统14中的空气用作储备。在相同的体积的情况下可在高压系统14中储存更高质量的压缩空气。此外，可在相同的体积的情况下总地储存更大质量的压缩空气。另一优点是，电磁阀4可实施成带有更小的有效截面，因为来自高压系统14的空气具有更高的密度，并且因为在压缩阶段期间提供用于空气注入的更多的时间。此外，带有更小的有效截面的阀4可更小地实施，并且由此还在缸盖13中需要更少的安装空间。最后有利的是，在更小的有效截面的情况下需运动的质量更小。因此，还可更简单地实现技术执行方案并且引起降低的成本。
上面已经说明了有利的运行方法，其可利用电磁阀4根据本发明布置在往复活塞式内燃机的缸盖3处来实现。这将在下面借助图1的柴油内燃机再次示例性地进行阐述。
尤其在从怠速运行或很低的部分负载开始进行加速过程的情况下，当排气涡轮增压系统未提供用于利用空气填充缸体的足够的增压压力时，第一运行方式包括空气的附加注入。
当电磁阀的控制单元例如取决于马达转速和探测的增压压力确定，没有发生经由进入阀5进行足够地填充缸体时，控制单元激活缸体的电磁阀4的运行，并且在四冲程过程之内确定阀的打开开始和打开结束。
为了附加空气注入，电磁阀4由控制单元如此操控，即，在进入阀的关闭的范围中将电磁阀带到打开位置中，以便通过电磁阀4将由压缩空气容器1提供的附加的压缩空气引入到燃烧室13中。当在缸体中的通过在压缩行程中的压缩提高的压力超过在压缩空气容器1中的空气压力时或在此之前，将电磁阀4再次带到关闭位置中。
利用空气填充缸体主要取决于瞬态的增压压力。因此，待通过电磁阀4注入的附加空气可与上升的增压压力相关地持续地降低。如果增压压力已经达到了所需的值，则切断附加空气注入。
通过第一运行方式可维持持续很高的过量空气，以便降低氮氧化物和颗粒排放。
第二运行方式可用于产生压缩空气。
通过如此操控电磁阀4使得其当在燃烧室中的气体压力大于在压缩空气容器1中的空气压力时打开，经压缩的空气通过电磁阀4从燃烧室13中流出并且流到压缩空气容器1的压缩空气系统中。因此，缸体的压缩行程用于产生压缩空气，其通过电磁阀从燃烧室13中导出。这种压缩空气产生优选在这样的运行状态中实现，即，在其中不需要全部的马达功率或全部的马达扭矩。在此，在一个或多个缸体中切断燃料的喷射，这本身从现有技术中是已知的。在压缩存在于缸体中的空气之后，在上止点之前打开电磁阀4。通过在缸体中的更高的压力填充压缩空气储存器1。如果缸体压力由于在活塞7的向下运动期间的降压而下降到低于压缩空气容器1的压力，再次关闭电磁阀4。
第三运行方式可用于制动能回收。在此，没有燃料喷射的惯性阶段用于根据第二运行方式产生压缩空气。由此得到系统的效率提升，因为制动能用于产生压缩空气。
第四运行方式可用于辅助制动。本发明的另一优点在于，在没有柴油喷射的惯性运行中可如此设定电磁阀4的阀运行，即，提高马达的制动作用。首先可确定仅仅通过产生压缩空气得到制动作用，因为将由车辆运动产生的动能转换成在压力储存系统中的提高的压力水平。此外，当在关闭进入阀5之后立刻开始压缩行程时打开喷射器4且由此将附加的空气引入到燃烧室13中时，可产生更高的制动作用。最晚当在缸体或燃烧室13中以及在压缩空气容器1的压缩空气系统中的压力平衡时，再次关闭喷射器4。通过提高的缸体填充，在活塞7的向上运动期间完成提高的压缩功，其以制动的方式作用到曲轴(未显示)上。为了防止储存在空气中的能量在向下运动中加速地作用到曲轴上，使喷射器4在活塞7的上止点中再次打开。在过程开始时注入的空气被回送到压缩空气系统1中。在此，该方法可如此设计，即，与取出相比，将更多的空气回送到压缩空气系统1中，由此该运行方式还可用于填充压缩空气系统1。因此得到内燃机的效率提升，因为制动能用于产生压缩空气。
此外，在本发明的范围中存在这样的可行性：在图1中显示的系统中通过相应的设计尺寸如此设计压缩空气储存器和运行方式(在其中产生压缩空气)，即，由此覆盖车辆的压缩空气需求并且因此可完全放弃通常建造在商用车中的、用于产生压缩空气的空气压缩机。
电磁阀4的第五运行方式设置成减小用于燃烧的空气量。在此，借助于电磁阀4将在换气过程之后存在于缸体中的空气的一部分在点燃混合物之前从燃烧室13中取出。由此可有针对性地提高排气温度，以便例如在马达起动之后实现更早地激活排气再处理系统。在怠速运行和低负载范围中同样可利用该措施来提升排气再处理系统的有效性。该运行方式的特别的优点在于，与通过吸入空气的节流减小空气量相比，在此不必考虑由于节流损失引起的效率降低。
此外，存在这样的可行性：通过使用λ传感器还在闭环的调节回路中根据第五运行方式执行上述运行方式。在此，类似于在奥托马达中的λ调节，通过调节经由电磁阀4引入到燃烧室中的空气来调节在燃烧室13中的预定的空气燃料比。这种类型的调节方法从用于运行奥托马达的现有技术中已知，并且还可在相应地运行电磁阀4的情况下用于柴油马达。
在控制电磁阀4的情况下的内燃机的上述不同的运行方式对于柴油马达的运行特别有利，如在图1中示意性地示出的那样。
然而，上述运行方法还可在带有限制和变型的情况下应用于如在图2中绘出的奥托马达。
以与柴油马达相似的运行方式，可如此使电磁阀4根据第一运行方式运行，其中，通过电磁阀4将附加的压缩空气引入到燃烧室13中，以便设置影响在燃烧室13中的空气燃料比的附加的可能性。
当如在图2中显示的那样设置附加的止回阀15以便防止可燃的混合物从燃烧室13中到达到压缩空气系统中时，不可实现上述提及的运行方式，在其中通过活塞7压缩的空气通过电磁阀4从燃烧室13中取出。该限制与混合物形成的方式无关地适用。不仅在传统的外部的混合物形成的情况下而且在直接喷射到燃烧室中的情况下，在压缩期间在缸体中至少暂时存在可点燃的燃料空气混合物。
然而，如果代替止回阀15在压缩空气管路2a、2b中设置另一监测器件，例如通过在管路中的相应的传感装置和/或关闭阀，在奥托马达中在直接喷射的情况下还存在这样的可能性，即，电磁阀4在上述第三和第四运行方式中运行以用于制动能回收和制动辅助。
此外，用来降低用于燃烧的空气量的上述第五运行方式同样可用于节省燃料。在此，节流阀还在部分负载范围中在很大程度上保持打开。由此降低节流损失。位于缸体中的空气的一部分通过电磁的空气阀4排出。如果存在于缸体中的空气质量相应于负载要求，关闭空气阀4并且开始压缩。
在此，越晚地开始燃料喷射，效率越高，因为直至该时刻需要关闭空气阀4。提供用于排出空气的时间越多，越多的空气可通过电磁阀4排出并且节流阀可越宽地打开，由此使节流损失最小化。
用于柴油马达的上述运行方式(在其中在这样的运行状态中，即，在该运行状态中不需要全部的马达功率或全部的马达扭矩且一个或多个缸体在切断燃料喷射的情况下运行)在预设λ=1调节时不可利用奥托马达实现，但可在贫地运行的马达中来执行。
尤其在λ=1运行的情况下，所有运行方式都对马达的控制提出很高的要求。现代的奥托马达通常在预控制燃料喷射(其与快速的λ调节相叠加)的情况下来运行。为了进行燃料控制，空气质量通过空气质量计量器来探测或者由在进入通道之前的压力计算出来。由空气质量计算出为了化学计量地燃烧所需的燃料质量。
空气质量传感器和压力传感器都不可探测到通过空气阀附加地引入的或排出的空气。因此，在该运行变型方案中，空气质量非常准确地通过马达控制部计算出来。
虽然已经参考一定的实施例说明了本发明，但可实现多种变型方案和修改方案，其同样使用根据本发明的思想并且因此落入保护范围中。因此，本发明不应限制在所公开的一定的实施例上，而是本发明应包括落入所附的权利要求的范围中的所有实施例。
Claims (15)
1.一种往复活塞式内燃机，带有：
-布置在缸盖(3)处的至少一个空气进入阀(5)；
-布置在所述缸盖处的至少一个空气排出阀(6)；以及
-布置在所述缸盖(3)处的电磁阀(4)以用于将空气引入到燃烧室(13)中和/或将空气从所述燃烧室(13)中引出；
其中，所述电磁阀(4)在打开的位置中通过压缩空气管路(2)气动地联结所述燃烧室(13)和压缩空气储存器(1)，
其中，所述压缩空气储存器设定成为车辆的气压制动器进行供给，且
其中，可借助于控制单元取决于压缩空气系统的压力和/或温度、活塞位置、负载要求、马达转速和/或在缸体中的增压压力控制所述电磁阀(4)，且
其中，所述控制单元实施成，在这样的运行状态中，即，在其中不需要全部的马达扭矩，在至少一个缸体带有切断的燃料喷射的情况下，将所述电磁阀(4)在活塞(7)的向上运动中打开并且在上止点的范围中再次关闭，以便将经压缩的空气从所述燃烧室(13)中取出并输送给所述压缩空气储存器(1)，
其中，
所述控制单元还实施成，在惯性运行的压缩行程中，在所述进入阀(5)关闭之后立刻打开所述电磁阀(4)以用于压缩空气的附加空气注入，并且最晚当在缸体中的气体压力达到在所述压缩空气储存器(1)中的空气压力时再次关闭所述电磁阀(4)。
2.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，所述电磁阀(4)的有效截面在5mm2至20mm2的范围中。
3.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，
(a) 所述控制单元是马达控制器；或者
(b) 所述往复活塞式内燃机构造为共轨喷射系统，并且所述控制单元是用于所述共轨喷射系统的控制单元。
4.根据前述权利要求中任一项所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，
(a) 所述往复活塞式内燃机包括排气涡轮增压器；和/或
(b) 所述至少一个空气进入阀(5)和空气排出阀(6)构造为盘形阀；和/或
(c) 所述往复活塞式内燃机是自点火式内燃机或奥托马达。
5.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，所述电磁阀(4)的有效截面在10mm2至15mm2的范围中。
6.一种机动车，带有根据权利要求1至5中任一项所述的往复活塞式内燃机。
7.根据权利要求6所述的机动车，其特征在于，所述机动车为商用车。
8.一种带有根据权利要求1至5中任一项所述的往复活塞式内燃机的商用车，其特征在于：第一压缩空气系统，其带有用于为制动器供给压缩空气的第一压缩空气储存器(17)；和第二压缩空气系统，其带有第二压缩空气储存器(1)，其中，所述第二压缩空气储存器(1)可以比所述第一压缩空气储存器(17)更高的压力运行、并且可通过所述电磁阀(4)气动地与所述燃烧室相联结，其中，第二压缩空气储存器(1)构造成利用压缩空气填充所述第一压缩空气储存器(17)。
9.一种用于运行根据权利要求1至5中任一项所述的往复活塞式内燃机的方法，其特征在于，
(a) 除了通过至少一个进入阀(5)引入到燃烧室(13)中的增压空气之外，通过电磁阀(4)将压缩空气从压缩空气储存器(1)中引入到所述燃烧室(13)中，和/或
(b) 将经压缩的空气通过所述电磁阀从所述燃烧室(13)中取出并且输送给所述压缩空气储存器(1)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述至少一个进入阀(5)的关闭的范围中开始压缩空气通过所述电磁阀(4)的附加空气注入，并且最晚当在所述燃烧室(13)中的气体压力达到在所述压缩空气储存器(1)中的空气压力时结束附加空气注入。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在这样的运行状态中，即，在其中不需要全部的马达扭矩，在至少一个缸体带有切断的燃料喷射的情况下，使所述电磁阀(4)在活塞(7)的向上运动中打开，并且在上止点的范围中再次关闭，以便将经压缩的空气从所述燃烧室(13)中取出并输送给所述压缩空气储存器(1)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在惯性运行的压缩行程中，在所述进入阀(5)关闭之后立刻打开所述电磁阀(4)以用于压缩空气的附加空气注入，并且最晚当在缸体中的气体压力达到在所述压缩空气储存器(1)中的空气压力时再次关闭所述电磁阀(4)。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在换气过程之后且在燃烧之前通过所述电磁阀(4)将存在于所述缸体中的空气从所述燃烧室(13)中至少部分地取出。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
(a) 所述往复活塞式内燃机是自点火式往复活塞式内燃机；并且
(b) 在闭环的λ调节回路中通过作为调整元件的所述电磁阀(4)实现空气取出。
15.根据前述权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，取决于在包含所述压缩空气储存器(1)的压缩空气系统中的压力和/或温度、活塞位置、负载要求、马达转速和/或在缸体和/或进气歧管中的增压压力确定涉及所述电磁阀(4)的打开开始，所述电磁阀(4)的打开结束和决定是否操纵所述电磁阀(4)的控制参数。
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