CN107429602B - 内燃机和用于运行内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

本文提出了一种内燃机(1)，其带有至少一个具有主燃室(5)和预燃室(7)的燃烧室(3)，其中，预燃室(7)经由至少一个钻孔(9)与主燃室(5)处于流体连接中，其中，至少一个燃烧室(3)与充气路径(11)相连接用于通过充气路径(11)供应燃烧空气燃料混合物到燃烧室(3)中，其中，在充气路径(11)的单独关联于燃烧室(3)的区段(13)中布置有燃料混合区域(14)，其一方面与充气路径(11)且另一方面与燃料管(17)处于流体连接中用于经由可操控的燃料阀(19)供应燃料到燃料混合区域(14)中。内燃机(1)的特征在于，预燃室(7)和燃料混合区域(14)经由止回阀(21)彼此在流体连接中。

Description

内燃机和用于运行内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机以及一种用于运行内燃机的方法。
背景技术
在以所谓的多点喷射(Multi-Point-Injection-MPI)来运行的内燃机的情形中，点火特性通常被联系于在内燃机燃烧室中的残余气体含量以及整体的燃烧空气燃料比(Verbrennungsluft-Brennstoff-Verhältnis，即空燃比)，其也被称作lambda值。在此，特别重要的是观察被定位在围绕点火源的直接附近中的区域。为了同样可点燃在燃烧室中的明显变稀薄的混合物，该燃烧室典型被划分成主燃室和预燃室，其中，在较小的预燃室容积中可确保可靠的点火，且其中，由预燃室转入到主燃室中的炬光(Fackelstrahlen)同样可确保在主燃室的较大容积中混合物的可靠的引燃(Entflammung)。在经气体清扫的直接与燃气供应装置相连接的预燃室的情形中须设置有附加部件，例如额外的气体压缩机、气体冷却器以及用于每个燃烧室的燃气供应装置。同样可能的是，经气体清扫的预燃室与多点喷射系统的高压侧相联接，其中，该联接相应地在用于多点喷射的可操控的阀上游相连接。因此，被清扫到预燃室中的燃料的量取决于在多点喷射的可操控的阀上游在燃料管中的供应压力。
发明内容
本发明基于如下目的，即，创造一种内燃机以及一种用于运行内燃机的方法，其中，不出现所提及的缺点。
该目的以如下方式来实现，即，创造并列的权利要求的对象。由从属权利要求得出有利的设计方案。
该目的尤其以如下方式来实现，即，创造一种具有至少一个燃烧室的内燃机，该燃烧室与充气路径(Ladepfad)相连接用于通过充气路径将燃烧空气燃料混合物供应到燃烧室中，其中，在充气路径的单独关联于燃烧室的区段中布置有燃料混合区域、优选燃烧混合室。燃料混合区域一方面与充气路径且另一方面与燃料管处于流体连接中，其中，燃料管被设立用于将燃料经由可操控的阀供应到燃料混合区域中。燃烧室具有主燃室和预燃室，其中，预燃室经由至少一个钻孔与主燃室处于流体连接中。内燃机的特征在于，预燃室和燃料混合区域经由止回阀彼此处于流体连接中。燃料混合区域布置在充气路径的单独关联于燃烧室的区段中尤其意味着，该燃料混合区域布置在分岔(Abzweigung)的下游，当内燃机具有多于一个燃烧室时，在该分岔中充气路径划分成引向不同燃烧室的吸管区段。这优选意味着，内燃机被设立用于以多点喷射(Multi-Point-Injection-MPI)运行，其中，在内燃机具有多个燃烧室的情况中对于每个燃烧室而言可单独地且燃烧室个别地将燃料量配定到充气路径的单独关联于燃烧室的区段中。燃料混合区域与燃料管经由可操控的燃料阀处于流体连接中，从而使得燃料混合区域尤其布置在可操控的阀的下游。因此，燃料混合区域布置在用于多点喷射的设备的低压侧、即在可操控的阀的下游。通过使预燃室经由止回阀与燃料混合区域处于流体连接中，该预燃室不与用于多点喷射的设备的高压区而是与在可操控的阀下游的低压区域处于流体连接中。内燃机具有相对现有技术的优点。尤其地，经清扫的燃料量不取决于多点喷射设备的高压侧的供应压力、尤其在燃料管中的高压侧的供应压力。而是，经清扫的量直接取决于在一方面在燃烧混合区域中的压力与另一方面在预燃室中的暂时的压力之间的压差。取决于该压力关系，于是可打开或闭合止回阀，其中，尤其可取决于暂时存在的压力关系实现预燃室的自动清扫。在此不需要附件部件、尤其不需要额外的气体压缩机、气体冷却器或额外的用于预燃室的气体供应装置，因为其直接由燃料混合区域被供应以燃料。因此可能的是，借助于简单的止回阀实现经气体清扫的预燃室的特性。
“止回阀”的概念此处且在下面尤其被理解为一种阀设备，其取决于经由该阀设备下降的压差而可被移位到打开位置中和到闭合位置中。因此，该阀设备取决于一方面在阀设备上游和另一方面在阀设备下游的压力关系来打开和闭合。在止回阀的一种特别简单且成本适宜的设计方案中设置成，阀元件或阀体在预紧的情形下被对着阀座挤压，其中，阀设备在这样的情况中即当经由其下降的压差在开启方向上超出作用到阀元件或阀体上的预紧力时才打开。
燃料混合区域优选构造成燃料混合室。该燃料混合室尤其具有至少区域式伸入到单独关联于充气路径的区段中的室壁，其中，燃料混合室的壁优选通过至少一个连接钻孔打通，通过该连接钻孔充气路径的单独关联的区段与燃料混合室处于流体连接中。
此处所建议的内燃机以成本适宜的方式将多点喷射的优点与经扫气的预燃室相联系且因此尤其地使得经清扫的预燃室同样在这目前不常见的领域中、尤其在航海应用、用于驱动船舶的内燃机的应用、在建筑和工业领域中的应用、用于输送原材料尤其用于输送油和/或气体的应用、和众多其它应用的领域中的使用成为可能。在此，尤其在安全性敏感的领域中、例如在航海领域中被证实有利的是，在此处所提出的内燃机的情形中可燃烧的混合物不再须绕发动机引导。此外，发动机可借助于经清扫的预燃室被稀薄地驱驶。其又引起Lambda值(即空燃比)的允许的散布(Spreizung)的增大，这最后引起改善的设计荷载(Lastannahme)且尤其引起内燃机的改善的瞬态特性。通过在静止的循环点中的变稀薄，内燃机的氮氧化物排放也可被降低。通过预燃室的点火增强的效应，发动机效率提高。此外，内燃机具有改善的点火特性，从而可尤其有效地避免在怠速中的断火(Zündaussetzer)。
优选了内燃机的一个实施例，其特征在于设置有连接路径，该连接路径在连接路径的两个端部的第一端部处通到燃料混合区域中，其中，该连接路径在两个端部的第二端部处通到预燃室中。止回阀布置在连接路径中。在此，连接路径是在燃料混合区域与预燃室之间的流体连接的一种特别简单的实现方案。可能的是，连接路径实现为导管，尤其作为管道或软管。该连接路径可至少区域式或同样可完全构造成通道且尤其至少区域式构造成钻孔，其中，该钻孔至少部分可构造在内燃机气缸盖中。此外可能的是，连接路径至少区域式地被集成到预燃室的壁中。特别优选地可实现，止回阀被集成到预燃室的壁中且/或到内燃机的气缸盖中。这使得内燃机的同样简单以及成本适宜的制造成为可能。
连接路径优选具有恰好两个端部，即第一端部和第二端部，其中，两个端部彼此相对而置地设置在连接路径处。燃气于是尤其沿着连接路径由第一端部流动至第二端部。止回阀尤其布置在连接路径的第一端部与第二端部之间。
优选地，止回阀被预紧到闭合位置中，其中，止回阀尤其如此地在连接路径中指向，即，在连接路径的第一端部的区域中、即在止回阀上游存在的压力趋向于将止回阀由其闭合位置挤压到打开位置中，其中，除了预紧力之外在连接路径的第二端部的区域中存在的压力相反地趋向于将止回阀挤压到其闭合位置中。止回阀相应优选地当在预燃室中的压力小于在燃料混合区域中的压力时才打开，其中，在燃料混合区域中的压力与在预燃室中的压力之间的压差尤其须大于经预定的极限压差，该极限压差尤其通过止回阀的预紧来确定。
在此显示，在燃料混合区域中的压力优选至少大致与充气压力相符，因为燃料混合区域优选经由至少一个钻孔与充气路径处于流体连接中。与之相反，在预燃室中的压力大致取决于燃烧室压力且因此尤其是内燃机曲柄转角的函数，其中，该压力周期性地随着活塞在燃烧室中的运动(在构造成往复活塞式机器的内燃机的情形中)变化。此外，压差尤其地同样取决于进气阀(Einlassventil)和/或排气阀的位置，其中，进气阀连接燃烧室的主燃室与充气路径，其中，排气阀连接燃烧室的主燃室与排气路径。
优选了内燃机的一个实施例，其特征在于，燃烧室与充气路径经由至少一个进气阀流体连接。在此，尤其用于进气阀的控制时间确定了压差的曲线且因此确定预燃室的清扫特性。可能的是，经由用于进气阀的控制时间的调整实现预燃室的最佳清扫。特别优选地，燃烧室与充气路径经由至少一个可变地可操控的进气阀、尤其经由带有完全可变的气门机构(Ventiltrieb)的进气阀流体连接。因此可能的是，尤其取决于工作点地改变进气阀的控制时间且因此随时且尤其在内燃机的每个工作点上经由压差实现预燃室的最佳清扫。
在一个特别优选的实施例的情形中，燃烧室与充气路径经由两个进气阀、尤其经由两个可变地可控制的进气阀流体连接。
还优选了内燃机的一实施例，其特征在于，可操控的燃料阀构造成用于多点喷射的计量阀(Dosierventil)。在此实现先前已提及的优点。
还优选了内燃机的一实施例，其特征在于，设置用于将燃料经由可操控的燃料阀供应到燃料混合区域中的燃料管通到连接路径中。这是内燃机的一种特别简单以及成本适宜制造的设计方案，因为可以说连接路径可利用成带有两种功能。一方面，连接路径区域式用于纯燃料由燃料管到燃料混合区域中(尤其经由其通到燃料混合区域中的第一端部)的供应，另一方面连接路径(如先前已描述的那样)用于在燃料混合区域与预燃室之间的流体连接。尤其设置成，燃料管在可操控的燃料阀下游通到连接路径中。连接路径然后不与燃料管的布置在可操控的燃料阀的上游的高压区域相连接，而是与布置在可操控的阀下游的低压区域相连接。因此，该连接路径尤其布置在用于多点喷射的设备的低压侧上。以该方式可容易地且无额外措施地实现，将燃料管在可操控的燃料阀的下游(即低压侧)与连接路径相连接。尤其地可节省到燃料混合区域中的通口，从而取消相应的制造步骤和与此相联系的制造成本。更确切地说，连接路径的第一端部不仅用于燃料到燃料混合区域中的供应，而且用于燃料或浓的燃烧空气燃料混合物从燃料混合区域经由连接路径和止回阀到预燃室中的供应。
内燃机优选构造成往复活塞式发动机。在一优选的实施例的情形中，内燃机用于驱动尤其较重的陆上车辆或船舶(例如矿山车辆)、火车，其中，内燃机被使用在火车头或牵引车中，或用于驱动轮船。用于驱动用于防卫的车辆、例如装甲车的内燃机的使用是同样可能的。内燃机的一个实施例优选同样静止地例如被用于在应急电流运行、持续负荷运行或峰值负荷运行中的静止的能量供应，其中，内燃机在该情况中优选驱动发电机。内燃机用于驱动辅助动力装置、例如在海上钻井平台上的消防泵的静止应用是同样可能的。此外，内燃机在输送化石原材料和尤其燃料(例如油和/或燃气)的领域中是可能的。该内燃机在工业领域中或在建筑领域中、例如在建筑或工程机械中、例如在起重机或挖土机中的应用是同样可能的。内燃机优选构造成汽油发动机、用于以天然气、生物气、特殊气或其它合适的气体运行的气体发动机(Gasmotor)或构造成用于以两种不同的燃料运行的双物质发动机、尤其构造成两燃料发动机或双燃料发动机。尤其当内燃机构造成气体发动机时，该内燃机适合用于使用在用于静态的能量产生的热电联产电厂(Blockheizkraftwerk)中。
非常特别地优选了内燃机的构造成气体发动机、尤其构造成稀薄气体发动机(Magergasmotor)的一实施例。在此，以特别的方式实现用于同样明显变稀薄的混合物在燃烧室的主燃室中的可靠点火的经清扫的预燃室的优点。
该目的同样以如下方式来实现，即，创造一种用于运行内燃机的方法，在其中燃烧空气燃料混合物经由充气路径在吸气行程(Ansaugtakt)中被供应给至少一个被划分成主燃室和预燃室的燃烧室，其中，燃烧空气燃料混合物在充气路径的单独关联于燃烧室的区段中以如下方式来产生，即，燃料(特别优选地纯燃料)通过燃料管经由可操控的燃料阀被供应给布置在单独区段中的燃料混合区域(尤其燃料混合室)，其中，当在预燃室中的压力小于在燃料混合区域中的压力时，燃料被从燃料混合区域直接引导到预燃室中。在此，结合该方法尤其实现已结合内燃机说明的优点。
燃料由燃料混合区域被直接引导到预燃室中尤其意味着，燃料由燃料混合区域无绕道地经由充气路径被引导到预燃室中。更确切的说，燃料经由在燃料混合区域与预燃室之间存在的连接路径直接取决于一方面在预燃室中的压力和另一方面在燃料混合区域中的压力被引导到预燃室中。
因为燃料混合区域与充气路径处于流体连接中，可能的是，燃烧空气部分地同样到达到燃料混合区域中。于是可能的是，在该燃料混合区域中构成相比主燃室的充气路径便却较浓的燃烧空气燃料混合物。在该情况中，该燃烧空气燃料混合物直接由燃料混合区域供应给预燃室。
在燃料混合区域中的压力优选除了必要时流动引起的由于在燃料混合区域、尤其燃料混合室与充气路径之间的钻孔的压力差别之外与在充气路径中的充气压力相符。与之相反在预燃室中的压力(如已说明的那样)尤其是内燃机的曲柄转角的函数。
优选了该方法的一实施形式，其特征在于当在燃料混合区域中的压力与在预燃室中的压力之间的压差超出预定的值时，燃料或必要时燃料空气燃料混合物由燃料混合区域被直接引导到预燃室中。在此，预定的值(尤其极限压差)优选通过止回阀的预紧来确定，该止回阀布置在燃料混合区域与预燃室之间的连接路径中。
优选了该方法的一实施形式，其特征在于，连接燃烧室的主燃室与充气路径的进气阀以米勒-控制时间(Miller-Steuerzeit)来操控。这尤其意味着，进气阀在可在燃烧室中移位的活塞在吸气行程中达到下死点之前封闭，或进气阀无论如何如此早地封闭，即，当在燃烧室中的压力压缩引起地上升超过充气压力之前，在燃烧室中的压力由于气体动态效应在闭合进气阀之后在确定的曲柄转角范围中同样还保持在充气压力的水平之下。基于有效的气体动力学可实现如下，即，于是还可能进气阀恰在达到活塞下死点时才闭合。这在于一方面在充气路径中且另一方面在燃烧室中的气流的惯性。因此，进气阀在达到下死点的情形中的闭合同样还适用作为米勒-控制时间。进气阀、尤其带有完全可变的气门机构的进气阀以米勒-控制时间的操控允许了构造在燃料混合区域与预燃室之间的压差，其允许预燃室以纯燃料、尤其燃气或来自燃料混合区域的浓的混合物的特别效率的清扫。
最后优选了该方法的一实施形式，其特征在于内燃机以气体来运行。优选地，该内燃机以含甲烷的气体、尤其天然气、垃圾场气体、生物气、特殊气、来自木材制气的产物气体或其它合适的气体作为燃料来运行。尤其这样的内燃机经常以明显变稀薄的燃料燃烧空气混合物来运行，其中，该方法的优点以特别的方式来实现。
显然，通过内燃机和该方法可借助于简单的止回阀实现经气体清扫的预燃室的特性。为此，纯燃气或浓的混合物在多点喷射阀(即可操控的燃料阀)下游通过止回阀被安置在其中的连接路径而被引导到预燃室中。如果米勒-控制时间对于至少一个进气阀被实现，形成在一方面为燃料混合区域与另一方面为预燃室之间的特别有效的压差。紧接着止回阀打开，且预燃室以纯燃气或来自燃料混合区域的浓的混合物被清扫。
一方面内燃机和另一方面方法的说明彼此互补地来理解。明确地或隐含地与该方法结合地所说明的内燃机的特征优选单独或彼此组合地是内燃机的优选实施例的特征。明确地或隐含地与内燃机结合地所说明的方法步骤优选单独或彼此组合地是该方法的优选实施形式的步骤。这优选地特征在于通过内燃机的至少一个特征决定的至少一个方法步骤。内燃机优选特征在于通过方法的优选实施形式的至少一个步骤决定的至少一个特征。
附图说明
下面借助附图对本发明作进一步说明。其中：
图1 显示了内燃机的第一实施例的示意性图示，
图2 显示了内燃机的第二实施例的示意性图示，且
图3 显示了该方法的一种实施形式的示意性的图表图示。
具体实施方式
图1显示了内燃机1的实施例的示意性图示。该内燃机具有燃烧室3，其被划分成主燃室5和预燃室7。在此，主燃室5和预燃室7经由钻孔9彼此处于流体连接中。在此，预燃室7用于浓的燃烧空气燃料混合物在相对较小的预燃室容积中的可靠的点火，其中，当混合物在预燃室7中被点燃时，炬光经由钻孔9进入到主燃室5中，其中，存在于主燃室5中的、较稀薄的燃烧空气燃气混合物通过炬光被可靠地且完全引燃。以该方式尤其在较大容积的主燃室5的情形中同样可实现，引燃明显变稀薄的燃烧空气燃料混合物。
燃烧室3、尤其主燃室5与充气路径11流体连接，其中，充气路径11被设置用于将燃烧空气燃料混合物通过充气路径11供应到燃烧室3中、尤其到主燃室5中。
在充气路径11的单独关联于燃烧室3的区段13中布置有燃料混合区域14(此处燃料混合室15)，其一方面与充气路径11且另一方面与燃料管17处于流体连接中，其中，燃料管17设立用于将尤其纯的燃料经由可操控的燃料阀19供应到燃料混合区域14中。
为了预燃室7以纯燃料或以浓的燃烧空气-燃料混合物的清扫，预燃室7与燃料混合室15经由止回阀21处于流体连接中。因此，实现经气体清扫的预燃室7可以非常简单的方式来实现。为此尤其无需附加部件，完全特别地无需单独的气体压缩机、气体冷却器和/或用于预燃室7的单独的气体供应装置。此外，预燃室的清扫特性不取决于在可操控的燃料阀19上游的在燃料管17中的供应压力。
内燃机1优选构造成往复活塞式发动机，其中，在燃烧室3的主燃室5中可移位地容纳有在图1中未示出的活塞。内燃机1优选具有多个燃烧室3，尤其四个气缸、六个气缸、八个气缸、十个气缸、十二个气缸、十六个气缸、十八个气缸、二十个气缸或二十四个气缸。更小、更大或其它数量的气缸同样是可能的。此外可能的是，内燃机1构造成直列发动机，V形发动机、W形发动机或构造有燃烧室3的其它配置方案。
尤其地对于内燃机1而言设置有多点喷射，其中，优选地可操控的燃料阀19构造成用于多点喷射(Multi-Point-Injection-MPI)的计量阀。这意味着，燃料到充气路径11的单独关联于燃烧室3的区段13中的配定在共同的充气路径到单独的吸管区段中的分叉的下游对于各个气缸且因此气缸个别地实现。因此，个别设定的燃料质量可通过关联于气缸的可操控的燃料阀19的气缸个别的操控被供应给每个气缸。
燃料混合室15与充气路径11且尤其区段13经由多个混合钻孔23流体连接。在此可能的是，充气空气由充气路径11通过混合钻孔23到达到燃料混合室15中，从而在燃料混合室中不存在纯的燃料反而是存在非常浓的燃料-燃烧空气混合物。在该情况中，在清扫预燃室7的情形中该浓的混合物经由止回阀21到达到预燃室7中。
设置有连接路径25，其在两个端部的第一端部27处通到燃料混合室15中，其中，其在两个端部27,29的第二端部29处通到预燃室7中。止回阀21布置在连接路径25中。在此显示出，连接路径25此处部分被集成到预燃室7的壁31中。在此，尤其止回阀21被集成到壁31中。
还显示了，止回阀21被预紧到闭合位置中，其中，其如此地布置在连接路径25中的第一端部27与第二端部29之间，使得在连接路径25中的第一端部27的一侧上在止回阀21上游的压力将止回阀21随趋势地由其闭合位置挤压到打开位置中，其中，在连接路径25中的第二端部29的一侧上在止回阀21下游的压力额外于预紧力将止回阀21加载到其闭合位置中。
当在预燃室7中的压力小于在燃料混合室15中的压力时、尤其当在燃料混合室15中的压力与在预燃室7中的压力之间的压差大于尤其通过止回阀到其闭合位置中的预紧和止回阀21的有效面积的几何设计方案来确定的经预先确定的极限压差时，止回阀2打开。因此，预燃室7的清扫特性可尤其通过止回阀21的几何设计方案以及其预紧的调整来协调或者调整。
燃烧室3、尤其主燃室5与充气路径11经由进气阀33流体连接。进气阀33优选具有在图1中未示出的、完全可变的气门机构(Ventiltrieb)，从而尤其可取决于工作点地改变对于进气阀33的控制时间。燃烧室3、尤其主燃室5此外经由排气阀35与排气路径37流体连接。尤其经由进气阀33的操控、优选地然而同样经由排气阀35的操控可实现，尤其关系于在充气路径11中的压力影响在燃烧室3中的压力关系且因此尤其取决于工作点地影响预燃室7的清扫特性。
内燃机1优选构造成气体发动机、尤其构造成稀薄气体发动机。在此，燃气、优选含甲烷的燃气被用作燃料。
还示出了，在预燃室7中布置有用于点燃燃烧空气燃料混合物的点火设备39。在此，其例如可以是电气射频火花塞、电晕火花塞、激光火花塞或其它合适的火花塞或点火设备。
图2显示了内燃机1的第二个实施例的示意性图示。相同的和功能相同的元件设有相同的附图标记，从而就此而言参照先前的说明。在该实施例的情形中尤其设置成，燃料管17在可操控的燃料阀19下游在用于多点喷射的设备的低压侧上通入到连接路径25中。这是内燃机1的一种特别简单的设计方案，因为连接路径25以该方式至少区域式地可具有两种功能，即一方面纯燃料经由燃料管17且最后经由第一端部27到燃料混合区域14中的供应，且另一方面纯燃料或浓的燃烧空气燃料混合物由燃料混合区域14经由连接路径25和止回阀21到预燃室7中的供应，如先前已说明的那样。在该情况中仅需要一个钻孔或开口(除了混合钻孔23之外)，即连接路径25的第一端部27的钻孔或开口，通过其一方面可将纯燃料供给燃料混合区域14，且通过其另一方面纯燃料或浓的燃烧空气燃料混合物可由燃料混合区域14流动到预燃室7中。这简化了燃料混合区域14和尤其燃料混合室15的设计方案，其中，尤其可取消用于设入另一钻孔或用于设置另一导管的生产或制造步骤。
图3显示了该方法的一种实施形式的示意性的图表图示。在此，图3a)显示了压力p相对以曲柄转角度数(°KW)为单位的内燃机1的曲轴的曲柄转角的绘制。作为实线的第一曲线K1此处示出了在燃烧室3中、尤其在主燃室5中的压力曲线，其中，在主燃室5中的压力大致与在预燃室7中的压力相符。作为点线的第二曲线K2示出了充气压力，其在充气路径11中且尤其在单独关联于燃烧室3的区段13中存在。在此显示了，充气压力大致恒定且尤其仅较少地取决于内燃机1的瞬间的曲柄转角变化。作为虚线的第三曲线K3示出了用于排气阀35的控制曲线。作为点划线的第四曲线K4示出了用于进气阀33的控制曲线。
如果观察气缸压力的实线的第一曲线K1，则显而易见的是，在气缸的膨胀行程期间且尤其在排气阀35打开的时刻，气缸压力下降，直至其最终下降到第二曲线K2的点线示出的充气压力的水平之下。如果排气阀35又被闭合，压力再次上升尤其超过充气压力的水平。虚线的第一面区域F1显示了在气缸压力的实线的第一曲线K1与充气压力的点线的第二曲线K2之间的在其中气缸压力小于充气压力的区域中的面。此处于是存在正的清扫压降(Spülgefälle)，其中，由此产生第一清扫过程。止回阀21于是打开，且燃料或浓的混合物由燃料混合室15被导引到预燃室7中。然而，在第一面区域F1中被清扫到预燃室7中的燃料质量相比总地被清扫的质量较小，从而此处优选不产生到主燃室5中的溢流。
第一面区域F1也可取消。尤其如下是可能的，即，从由排气背压、止回阀21的有效面的几何设计方案、止回阀的预紧和进气阀33和/或排气阀35的操控，或多个上述参数和/或其它的或额外的参数构成的组中选出地如此地选择至少一个参数，使得在图3a)中示出的第一面区域F1的曲柄转角区域中的气缸压力不下降到充气压力的水平之下或无论如何仅在止回阀21不打开的这样的范围中。这样的设计方案可具有优点。尤其地可防止，未燃烧的燃料流动通过打开的排气阀35，由此必要时内燃机1的二氧化碳排放(可能以不允许的方式)可被提高。此外，由于在图3a)中示出的第一面区域F1的曲柄转角区域中的还相对较热的燃烧室而存在被带入的燃料的自燃危险，其可通过避免该面区域F1的构造来防止。
如借助排气阀35的虚线控制曲线K3和进气阀33的点划线的控制曲线K4指出的那样，在排气阀35还在其闭合运动中时，进气阀33已打开，于是得出在进气阀33和排气阀35的打开之间的重叠。活塞在360°KW处达到上死点，其中，此处对于更大的曲柄转角联接有活塞的吸气行程，即在燃烧室3中的向下运动。因此，此处此时在燃烧室3中的压力又下降到第二曲线K2的点状示出的充气压力之下，这通过虚线的第二面区域F2来说明。进气阀33的点划线的控制曲线指出，该进气阀在540°KW处即当活塞达到其下死点时就闭合。这与米勒-控制时间相符，其中，由于气流的惯性在燃料混合室15中的充气压力与在燃烧室3中的压力之间的正的清扫压降的意义中的压差持续，从而使得清扫过程超过进气阀33的闭合而延续。于是需要通过活塞向上运动的一定的压缩，直至在燃烧室3中且同样地在预燃室7中的压力又上升超过充气压力的水平且进而超出在燃料混合室15中的压力水平，其中，然后在气缸压力的实线曲线K1与充气压力的点线曲线K2的在右侧在图表中最后的交点中结束清扫过程。在进气阀33的打开期间且还在其闭合之后进行主导的燃料清扫过程，此处于是燃料或浓的混合物的主量被带入到预燃室7中。在此，当在预燃室7中的压力、即尤其气缸压力大于充气压力和因此在燃料混合室15中的压力时，止回阀21就始终闭合。
图3b)显示了相对曲柄转角绘制的质量流。在此可辩认出在图3a)中示出的第一面区域F1的区域中的第一清扫过程和在图3a)中示出的第二面区域F2的区域中的第二清扫过程。在此同样显示了，燃料的主量在第二清扫过程期间被带入到预燃室7中。在此尤其由于在进气机构中的压力损失实现清扫，其中，由此在气缸中的压力处在充气压力水平之下。
为了实现该方法不强制必需的是，进气阀33以米勒-控制时间来操控。然而，该方法同样可以其它控制时间来有意义地执行。米勒-控制时间然而提高了该方法的效率且改善了预燃室7的清扫。
总的来说尤其显示了，通过内燃机1和该方法使得经气体清扫的预燃室7借助于简单的止回阀21的实现成为可能。在此，在充气压力且因此在可操控的燃料阀19下游在燃料混合区域14中的压力与在包含预燃室7的燃烧室3中的压力之间的压差被充分利用，以便于引起止回阀21的打开且以纯燃料或浓的由燃烧空气和燃料构成的混合物来清扫预燃室7。

Claims (13)

1.一种内燃机(1)，带有
- 至少一个燃烧室(3)，其具有主燃室(5)和预燃室(7)，其中，所述预燃室(7)经由至少一个钻孔(9)与所述主燃室(5)处于流体连接中，其中，
- 所述至少一个燃烧室(3)与充气路径(11)相连接用于通过所述充气路径(11)供应燃烧空气燃料混合物到所述燃烧室(3)中，其中，
- 在所述充气路径(11)的单独关联于所述燃烧室(3)的区段(13)中布置有燃料混合区域(14)，其
- 一方面与所述充气路径(11)且
- 另一方面与燃料管(17)处于流体连接中用于经由可操控的燃料阀(19)供应燃料到所述燃料混合区域(14)中，
其特征在于，所述预燃室(7)和所述燃料混合区域(14)经由止回阀(21)彼此处于流体连接中。
2.根据权利要求1所述的内燃机(1)，其特征在于，设有连接路径(25)，其在两个端部(27,29)的第一端部(27)处通到所述燃料混合区域(14)中且在所述两个端部(27,29)的第二端部(29)处通到所述预燃室(7)中，其中，所述止回阀(21)布置在所述连接路径(25)中。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述燃烧室(3)与所述充气路径(11)经由至少一个进气阀(33)流体连接。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述可操控的燃料阀(19)构造成用于多点喷射的计量阀。
5.根据权利要求2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述燃料管(17)通到所述连接路径(25)中。
6.根据权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，所述内燃机(1)构造成气体发动机。
7.根据权利要求3所述的内燃机(1)，其特征在于，所述进气阀(33)是可变地可操控的。
8.根据权利要求6所述的内燃机(1)，其特征在于，所述内燃机(1)构造成稀薄气体发动机。
9.一种用于运行内燃机(1)的方法，其中，
- 在吸气行程中燃烧空气燃料混合物经由充气路径(11)被供应给至少一个被划分成主燃室(5)和预燃室(7)的燃烧室(3)，其中
- 所述燃烧空气燃料混合物在所述充气路径(11)的单独关联于所述燃烧室(3)的区段(13)中以如下方式来产生，即，燃料通过燃料管(17)经由可操控的燃料阀(19)被供应给布置在所述单独区段(13)中的燃料混合区域(14)，其中，
- 当在所述预燃室(7)中的压力小于在所述燃料混合区域(14)中的压力时，燃料由所述燃料混合区域(14)被直接引导到所述预燃室(7)中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当在所述燃料混合区域(14)中的压力与在所述预燃室(7)中的压力之间的压差超出预定的值时，燃料由所述燃料混合区域(14)被直接引导到所述预燃室(7)中。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，连接所述主燃室(5)与所述充气路径(11)的进气阀(33)以米勒-控制时间来操控。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述内燃机(1)以气体作为燃料来运行。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述气体是含甲烷的气体。
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