CN111140381A - 用于操作具有排气后处理系统的内燃发动机的方法和用于实施这种方法的内燃发动机 - Google Patents

用于操作具有排气后处理系统的内燃发动机的方法和用于实施这种方法的内燃发动机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及“用于操作具有排气后处理系统的内燃发动机的方法和用于实施这种方法的内燃发动机”。内燃发动机的汽缸盖包括至少两个布置成一排的汽缸，每个汽缸具有至少一个用于经由排气排出系统从该汽缸排出排气的出口开口，排气管路被附接到每个出口开口，并且每个汽缸盖的汽缸的排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管形成为组合式排气管路，至少一个排气后处理系统布置在组合式排气管路中，并且提供排气再循环，其包括再循环管路和用于调整待被再循环的排气量的AGR阀，其中再循环管路在从与第一外汽缸相邻且背对至少另一个汽缸的一侧的排气歧管分支出来，在第一外汽缸中比在至少另一个汽缸中较早启动燃烧，由此减小并限制排气再循环的热负载。

Description

用于操作具有排气后处理系统的内燃发动机的方法和用于实 施这种方法的内燃发动机
技术领域
本发明涉及一种用于操作具有至少一个汽缸盖的内燃发动机的方法，所述至少一个汽缸盖包括布置成一排的至少两个汽缸，其中，
-每个汽缸具有至少一个用于经由排气排出系统从汽缸排出排气的出口开口，其中，排气管路被附接到每个出口开口，并且每个汽缸盖的汽缸的排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管形成为组合式排气管路，
-至少一个排气后处理系统布置在该组合式排气管路中，并且
-提供排气再循环，该排气再循环包括再循环管路和用于调整待被再循环的排气量的AGR阀，其中，再循环管路从与第一外汽缸相邻并且在背对至少另一个汽缸的一侧上的排气歧管分支出来。
此外，本发明涉及一种用于实施这种方法的内燃发动机。
背景技术
上述类型的内燃发动机用作机动车辆驱动装置。在本发明的框架内，术语“内燃发动机”包括柴油发动机和汽油发动机，但也包括使用混合燃烧过程的混合内燃发动机，而且包括混合驱动装置，所述混合驱动装置包括除了内燃发动机之外的用于驱动机动车辆的至少一个另外的扭矩源(例如，与内燃发动机驱动连接或可驱动连接的电机)，并且所述混合驱动装置代替内燃发动机或除内燃发动机之外还传递动力。
根据现有技术，内燃发动机装配有不同的排气后处理系统，以便减少有害排放。当温度水平足够高并且存在足够量的氧气时，即使在汽缸增压(充气，charge)的膨胀和排出期间没有采取其他措施的情况下，未燃烧的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)也会发生氧化。然而，由于下游的排气温度迅速降低以及由此导致的反应速度迅速下降，这些反应迅速停止。任何氧气不足都能够通过二次空气注入来补偿。然而，通常必须在排气排放系统中设置特定的反应器和/或过滤器，以便在所有工况下显著减少有害排放。
热反应器试图通过在排气排出系统中提供绝热和足够大的体积来实现排气排出系统中HC和CO的广泛的后氧化。绝热应通过最小化热损失来确保可能的最高温度水平，而大体积则可以保证排气的长停留时间。长停留时间和高温水平均支持期望的后氧化。缺点是与亚化学计量的燃烧相关的低效率水平和高成本。由于根本上较低的温度水平，热反应堆不是柴油发动机的解决方案。
由于前述原因，根据现有技术在汽油发动机中使用催化反应器，所述反应器使用催化材料以提高某些反应的速度并确保即使在低温下也能氧化HC和CO。如果也要还原氮氧化物(NOx)，则可以通过使用三元催化转化器来实现，但为此，汽油发动机的化学计量运行(λ≈1)必须在狭窄的范围内。
在这种情况下，借助于现有的未氧化的排气成分(即，一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物)来还原氮氧化物，其中这些排气成分同时被氧化。尽管有催化支持，氧化催化转化器和三元催化转化器仍需要给定的最低温度或起动温度，以便实现足够高的转化率，例如可以为120℃至250℃。
在以过量空气操作的内燃发动机的情况下，换句话说，例如在稀操作的汽油发动机中，特别是在直接喷射柴油发动机中，还在直接喷射汽油发动机中，在排气中发现氮氧化物原则上不能被还原，即由于缺少还原剂。
为了氧化未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳，在排气排放系统中设置了氧化催化转化器。为了还原氮氧化物，使用选择性催化转化器(SCR催化转化器)，其中将还原剂选择性地引入排气中，以便选择性地还原氮氧化物。还原剂不仅包括氨和尿素，还包括未燃烧的碳氢化合物。这也称为HC富集，其中未燃烧的碳氢化合物被直接引入排气排放系统中，或者由内部发动机解决方案供应，例如，在实际燃烧之后通过将额外的燃料后喷射到燃烧室中。在这种情况下，不应通过仍在进行的主燃烧或通过在即使主燃烧结束了后仍较高的燃烧气体温度在燃烧室中点燃后喷射的燃料，但是后喷射的燃料应在增压变化期间被引入排气排放系统。
然而，利用后喷射的内燃发动机由于其性质非常容易被未燃烧的碳氢化合物稀释或污染上油。根据后喷射的燃料的量和喷射时间，更大或更小分量的后喷射的燃料到达内汽缸壁，在此其与粘附的油膜混合。然后，燃料与油和窜气一起到达曲轴箱，并从而对油稀释起到关键作用。随着燃料量的增加，油稀释度也增加，并且后喷射延迟。通过改变油的润滑性能，油稀释度对内燃发动机的磨损和耐用性，即使用寿命，具有至关重要的影响。
原则上也可以使用稀的氮氧化物捕集催化转化器(LNT)减少氮氧化物的排放。在这种情况下，首先在内燃发动机的稀操作期间将氮氧化物吸收(即，收集和储存)在催化转化器中，并然后在再生阶段期间将其还原，例如通过具有缺氧的内燃发动机的亚化学计量运行(λ<1)，其中未燃烧的碳氢化合物用作还原剂。通过排气再循环(AGR)，以及在柴油发动机的情况下，通过在引入系统中进行节流，可在发动机自身内部提供用还原剂(特别是未燃烧的碳氢化合物)富集排气的更多可能性。如上面已经针对SCR催化转化器所述的那样，还可以借助于燃料的后喷射来实现用未燃烧的碳氢化合物来富集排气，这同样可以认为是在发动机自身内部的一种措施。该程序的缺点是上面已经提到的那些，特别是油稀释，还使用了额外的燃料。
当将还原剂直接引入排气排放系统时，例如通过喷射额外的燃料，能够省去内燃发动机的解决方案。在再生阶段期间，氮氧化物被释放并基本转化为氮(N2)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
再生阶段的频率由氮氧化物的总排放和储存催化转化器的储存容量决定。储存催化转化器的温度应优选落入在200℃和450℃之间的温度范围内，以便一方面保证快速还原，并且另一方面，在未转化被再次释放的氮氧化物的情况下，不会发生解吸，这可能是由于过高的温度触发的。
当使用储存催化转化器时，排气中包含的同样被吸收在储存催化转化器中并且必须作为脱硫过程的一部分常规除去的硫会引起困难。为此，必须将储存催化转化器加热至通常在600℃与700℃之间的高温，并供应还原剂，而这又可以通过过渡到内燃发动机的浓操作来实现。
关于用还原剂富集排气，参考了早先已经提出的注释。
脱硫所需的高温会损坏储存催化转化器，带来催化转化器的热老化，并且在其使用寿命即将结束时会对期望的氮氧化物转化率产生不利影响。随着操作持续时间的增加，LNT的储存容量或其储存氮氧化物的能力会下降，这是由于储存催化转化器被硫污染等，即硫在LNT中的沉积。随着操作的增加，LNT的储存容量逐渐减少，这也阻碍了LNT脱硫的常规实施。
为了使烟灰颗粒的排放最小化，根据现有技术使用所谓的再生颗粒过滤器，其从排气中过滤出烟灰颗粒并将其储存，其中在过滤器再生期间这些烟灰颗粒被间歇地燃烧。为此目的，排气中需要氧气或过量的空气，以氧化过滤器中的烟灰，这例如可以通过内燃发动机的超化学计量运行(λ＞1)来实现。
仅在高负载和高速度下操作期间，达到当没有可用的催化载体时再生颗粒过滤器所需的大约550℃的高温。因此，必须采取其他措施，以确保在所有工况下过滤器的再生。
颗粒过滤器的加热可以通过将额外的燃料后喷射到燃烧室中进行，其中，后喷射的燃料已经在燃烧室中点燃，这可以在主燃烧即将结束时通过主燃烧或在燃烧即将结束时通过燃烧室中存在的高温发生，因此排放到排气排放系统中的排气的排气温度在发动机内部升高。为了加热排气并因此加热过滤器，内燃发动机也可以亚化学计量运行(λ<1)，这同样可以被视为内燃发动机解决方案。还可以将额外的燃料直接引入排气排放系统中并点燃，以提高过滤器上游的排气温度。
同样在颗粒过滤器的再生方面，必须考虑到，出于加热过滤器的目的而使用额外的燃料原则上会增加内燃发动机的燃料消耗，不论这是由于过渡到浓发动机操作造成的还是因为将燃料喷射到燃烧室或排气排放系统中。
不同的排气后处理系统(即，上述的催化转化器、反应器和过滤器)对排气后处理所使用的燃料量具有至关重要的直接影响，并且因此对内燃发动机的总消耗量也具有至关重要的直接影响。具体地，排气后处理系统需要用于其操作或再生的给定温度，这就是为什么必须使用或可能需要使用额外燃料的原因。
以上注释表明，排气后处理系统需要一定的工作温度以用于转化有害物质，这就是为什么必须采取措施以便产生并维持必要的温度的原因。此外，必须确保排气后处理系统在冷起动、重新起动后或在暖操作阶段期间尽快加热，并迅速达到其工作温度。
另一方面，过高的温度会损坏排气后处理系统，导致热老化，并对转化产生不利影响。因此，还必须保护排气后处理系统免于过热。热过载还会影响或损坏内燃发动机的其他部件，尤其是排气后处理系统的其他部件，例如排气再循环系统的AGR阀。
根据现有技术使用的用于提高排气温度的内燃发动机解决方案是延迟点火或燃烧的解决方案。换句话说，燃烧在特定的特征场点中比常规的晚启动，其中，启动燃烧的常规时间原则上是点火时间点，其特征在于最低的燃料消耗和最大的效率水平。因此，延迟点火正时通常在燃料消耗和效率方面具有优势。
为了避免内燃发动机的热过载，根据现有技术经常在能够期望高排气温度时总是进行富集(λ＜1)。在这种情况下，所喷射的燃料多于所供应的空气所能实际燃烧的量，其中，多余的燃料同样被加热和蒸发，从而使燃烧气体的温度下降。尽管从能量的角度来看该程序是有害的，特别是关于内燃发动机的燃料消耗以及关于有害物质的排放而言，但是仍被认为是允许和方便的。
为了避免内燃发动机的热过载，上述富集必须与内燃发动机的亚化学计量运行相区别，利用亚化学计量运行，未燃烧的燃料被引入到排气排放系统中，以便通过这种燃料的氧化来升高颗粒过滤器上游的排气温度。
原则上也可以通过使燃料/空气混合物更稀(λ>1)来降低排气温度。其效果类似于富集时的效果。虽然在富集(λ<1)期间喷射了过多的燃料，但是当混合气变得更稀时，所喷射的燃料要少于所供应的空气所能燃烧的量，即所供应的空气要比燃烧燃料所需的空气多，其中，多余的空气在燃烧过程中发生，即其也被加热。以此方式，燃烧气体的温度下降。使混合物更稀而导致的温度下降要比富集时的温度下降小得多，因为与多余的燃料不同，不必蒸发多余的空气。
作为本发明主题的内燃发动机装配有排气再循环以减少氮氧化物的排放。由于氮氧化物的产生不仅需要过量的空气，而且还需要高温，因此减少氮氧化物排放的概念涉及以较低的燃烧温度发展燃烧过程。
通过增加点火延迟和降低燃烧速度可以实现低燃烧温度。这些都可以通过向新鲜汽缸增压中添加燃烧气体或增加新鲜汽缸增压的排气成分来实现，这就是为什么将排气再循环(AGR)视为降低燃烧温度的合适措施的原因，也就是说，外部排气再循环(即，燃烧气体从内燃发动机的排气侧到进气侧的再循环)以及内部排气再循环(即，排气在增压变化期间在汽缸中的保持)二者。随着排气再循环率的增加，氮氧化物的排放显著降低。
即使当激活排气再循环时，即在运行中的燃烧温度较低时，从汽缸中去除的排气的排气温度也可以比排气再循环不运行时的燃烧温度更高。
为了降低氮氧化物的排放，以较低的燃烧温度实现燃烧过程的另一种概念涉及注水，其中除燃料外，还将水引入汽缸中。就消耗量而言，引入的水像再循环的排气一样应被视为惰性气体。
上面的注释清楚地表明，通常需要或期望高排气温度，但是同时可能需要采取措施以便安全地避免内燃发动机和/或单个部件的热过载。在内燃发动机的操作过程中由此可能导致目标冲突。
发明内容
在上述背景下，解决本发明的问题是公开一种根据权利要求1的前序部分所述的用于操作内燃发动机的方法，该方法在排气后处理以及在内燃发动机的热负载方面均得到了改进。
本发明解决的另一部分问题是提供用于实施这种方法的内燃发动机。
第一部分问题通过一种用于操作具有至少一个汽缸盖的内燃发动机的方法来解决，所述至少一个汽缸盖包括至少两个布置成一排的汽缸，其中，
-每个汽缸具有至少一个用于经由排气排出系统从汽缸排出排气的出口开口，其中，排气管路被附接到每个出口开口，并且每个汽缸盖的汽缸的排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管形成为组合式排气管路，
-至少一个排气后处理系统布置在该组合式排气管路中，并且
-提供排气再循环，该排气再循环包括再循环管路和用于调整正再循环的排气量的AGR阀，其中，再循环管路从与第一外汽缸相邻并且在背对至少另一个汽缸的一侧上的排气歧管分支出来，
其特征在于
-在第一外汽缸中比在所述至少另一个汽缸中较早启动燃烧，由此减小并限制了排气再循环的热负载。
根据本发明的方法，燃烧不是在内燃发动机的所有汽缸中同时启动。取而代之的是，点火在至少两个汽缸中以时滞(time-lagged)方式发生，即在不同的点火时间发生。在第一外汽缸中的燃烧至少较早启动。
根据本发明，第一外汽缸是距排气再循环的再循环管路从汽缸的组合歧管分支出来的点移除最少的汽缸。因此，排气再循环直接且主要暴露于来自该第一外汽缸的排气。该汽缸的相对较早的点火导致从汽缸排放并被引入再循环管路的排气的相对较低的温度。以此方式，减少或限制了排气再循环，特别是AGR阀的热负载。
将汽缸移除的距排气再循环的再循环管路从汽缸的组合歧管分支出来的点越远，该汽缸或从该汽缸排放的排气与施加在排气再循环上的热应力的相关性越小。
将汽缸移除的距排气再循环的再循环管路从汽缸的组合歧管分支出来的点越远，越晚能够在该汽缸中启动燃烧，并且从该汽缸排放的排气可以变得更热，而不会有排气再循环热过载的风险。由延迟的点火正时产生的具有较高温度的较热的排气主要到达组合式排气管路，在此它可以促成所设置的排气后处理系统的加热。
根据本发明的方法，即设置不同的点火时间以实现合适的不同排气温度，一方面保护排气再循环及其成分免受热过载，并且另一方面确保供应对至少一个排气后处理系统而言足够热或尽可能热的排气。
因此，根据本发明的方法解决了本发明解决的第一个问题，即公开了一种根据权利要求1的前序部分所述的操作内燃发动机的方法，该方法在排气后处理以及内燃发动机的热负载方面都得到了改进。
其中至少一个排气后处理系统是氧化催化转化器的实施例是有利的。
其中至少一个排气后处理系统是储存催化转化器的实施例也是有利的。
其中至少一个排气后处理系统是颗粒过滤器的实施例同样是有利的。
其中至少一个排气后处理系统是选择性催化转化器的实施例也是有利的。
上面关于不同的排气后处理系统及其操作方式所作的注释仍然适用，这就是为什么在此参考这些注释。所有排气后处理系统无一例外都需要足够高的温度。
以上提到的每个排气后处理系统也可以被使用，即被设计为组合式排气后处理系统的部件。因此，也可以使用不同种类的多个排气后处理系统。
其中每个汽缸具有至少两个出口开口的内燃发动机的实施例是有利的。
阀驱动装置解决的问题是及时地打开或关闭汽缸的入口开口和出口开口，其中寻求快速打开最大可能的流动横截面，以便使向内或向外流动的气体流的节流损失最小化，并且以便保证在可能的情况下用新鲜混合物很好地填充汽缸，或者保证有效(即完全)去除排气。因此，有利的是，汽缸装配有两个或更多个出口开口。
结合从属权利要求解释了该方法的更多有利实施例。
其中在每个汽缸中的燃烧借助于火花点火启动的方法的实施例是有利的。
其中在每个汽缸中的燃烧借助于压燃启动的方法的实施例是有利的。
原则上，在压燃式内燃发动机的情况下和在火花点火式燃烧发动机的情况下，可以使用或实施根据本发明的方法。
为了操作具有包括布置成一排的两个汽缸的汽缸盖的内燃发动机，该方法的特征在于在第一外汽缸中比在另一个外汽缸中较早启动燃烧的实施例是有利的。
在这种情况下，内燃发动机的汽缸盖具有沿着汽缸盖的纵向轴线布置成一排的两个汽缸，并且因此具有两个外汽缸而不是内汽缸。
为了操作具有包括布置成一排的三个汽缸的汽缸盖的内燃发动机，该方法的特征在于在第一外汽缸中比在其他两个汽缸中较早启动燃烧的实施例是有利的。
在当前情况下，内燃发动机的汽缸盖具有沿着汽缸盖的纵向轴线布置成一排的三个汽缸，其中两个汽缸形成外汽缸，并且一个汽缸是内汽缸，其中内汽缸布置在两个外汽缸之间。
该方法的其中在第一外汽缸中比在内汽缸中较早启动燃烧并且在该内汽缸中比在另一个外汽缸中较早启动燃烧的实施例在此背景下是有利的。
该方法的上述变型考虑到以下事实，即越远离再循环管路的汽缸与施加在排气再循环上的热应力越不相关，并且因此可以稍后点燃，因为来自该汽缸的热排气主要到达混合排气管路，即在排气后处理期间帮助加热，并且对排气再循环的影响较小，或对排气再循环施加较小的应力。
为了操作具有包括布置成一排的四个汽缸的汽缸盖的内燃发动机，该方法的特征在于在第一外汽缸中比在其他三个汽缸中较早启动燃烧的实施例是有利的。
在当前情况下，内燃发动机的汽缸盖具有沿着汽缸盖的纵向轴线布置成一排的四个汽缸，其中两个汽缸是外汽缸，并且两个汽缸是内汽缸，其中两个内汽缸布置在两个外汽缸之间。
在这种背景下，该方法的其中在第一外汽缸中比在相邻布置的内汽缸中较早启动燃烧并且在该相邻布置的内汽缸中的燃烧比在其他两个汽缸中较早启动的实施例是有利的。
在三缸直列式发动机上已经做出的注释也类似地适用，这就是为什么要参考相应的注释。汽缸距排气再循环的再循环管路从汽缸的组合歧管分支的点越远，则该汽缸或从该汽缸中排放的排气与施加在排气再循环上的热应力的相关性越小，并且越晚能够在该汽缸中启动燃烧。
该方法的其中在另外两个汽缸中同时启动燃烧的实施例在此背景下可能是有利的。
该方法的其中以时滞方式在其他两个汽缸中启动燃烧的实施例在此背景下也可能是有利的，但是其中在另一个外汽缸中的燃烧比在相邻布置的内汽缸中的燃烧较晚启动。
该方法的其中以时滞方式启动燃烧的两个汽缸之间的点火间隙大于三度曲柄角的实施例是有利的。
该方法的其中以时滞方式启动燃烧的两个汽缸之间的点火间隙大于五度曲柄角的实施例是有利的。
该方法的其中以时滞方式启动燃烧的两个汽缸之间的点火间隙大于七度曲柄角的实施例是有利的。
上面的三种方法变型不必适用于所有汽缸，而是适用于至少两个以时滞方式启动燃烧的汽缸。
该方法的其中所述至少两个汽缸以均匀的负载操作以便避免或在很大程度上减小曲轴的速度波动的实施例是有利的。
本发明所基于的第二部分问题(即提供用于实施前述类型的方法的内燃发动机)是通过使用火花点火式燃烧发动机解决的，该火花点火式燃烧发动机包括具有布置成一排的四个汽缸的汽缸盖，其中
-每个汽缸具有至少一个用于经由排气排出系统从汽缸排出排气的出口开口，其中，排气管路被附接到每个出口开口，并且每个汽缸盖的汽缸的排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管形成为组合式排气管路，
-至少一个排气后处理系统布置在该组合式排气管路中，并且
-提供排气再循环，该排气再循环包括再循环管路和用于调整正再循环的排气量的AGR阀，其中，再循环管路从与第一外汽缸相邻并且在背对至少另一个汽缸的一侧上的排气歧管分支出来，
其特征在于
-每个汽缸中的燃烧可以借助于与汽缸相关联的火花点火独立于其他汽缸而启动。
关于根据本发明的方法已经说过的内容也适用于根据本发明的内燃发动机，这就是为什么要参考相应的注释。
其中设置有增压装置的火花点火式燃烧发动机的实施例是有利的。
增压的内燃发动机承受特别大的热应力，因为获得的排气温度要比引入发动机(induction engine)高得多。
其中设置有排气涡轮增压器作为增压装置的内燃发动机的实施例是有利的，该涡轮增压器包括布置在同一轴上的涡轮和冷凝器。
增压是用于在发动机容量保持相同时增加内燃发动机的功率或用于在功率保持相同时减少减小发动机容量的合适手段。在每种情况下，增压导致功率/体积比的增加和更有利的性能类别。如果发动机容量减小，则总负载可以由此转移到更大的负载，在该更大的负载下比燃料消耗较低。通过结合合适的变速器设计进行增压，还可以实现降速，在此期间，同样可以实现较低的比燃料消耗。
因此，增压支持内燃发动机开发的不断努力，以最小化燃料消耗，即提高内燃发动机的效率。
在排气涡轮增压器的情况下，压缩机和涡轮被布置在同一轴上。排气的热流被输送到涡轮并膨胀，从而在涡轮中释放能量，其结果是轴被设置为旋转运动。由排气流传递给涡轮并最终传递给轴的能量用于驱动同样布置在轴上的压缩机。压缩机输送并压缩供应给它的增压空气，从而实现汽缸的增压。有利地，在引入系统中的压缩机的下游设置有增压空气冷却器，利用该增压空气冷却器在压缩的增压空气进入至少一个汽缸之前对其进行冷却。冷却器降低温度，并从而增加增压空气的密度，从而冷却器还有助于改善汽缸增压，即更大的空气质量。压缩通过冷却进行。
附图说明
在下文中，借助于示例性实施例并根据图1a和图1b更详细地描述本发明。在图中：
图1a示意性地并且作为透视图示出了内燃发动机的第一实施例的排气歧管以及排气再循环连接，并且
图1b示出了不同汽缸(A、B、C、D)的汽缸放热率ΔH与曲柄角的关系图。
具体实施方式
图1a示意性地并且作为透视图示出了内燃发动机的第一实施例的排气歧管5a以及用于排气再循环6的连接。
内燃发动机具有用于从汽缸1、2、3、4中去除排气的排气排放系统5。在排气排放系统5中布置有至少一个用于排气后处理并减少有害物质排放的排气后处理系统(未示出)。
内燃发动机具有沿着汽缸盖的纵向轴线布置成一排的四个汽缸1、2、3、4，其中两个汽缸1、4是外汽缸1、4，并且两个汽缸2、3是内汽缸2、3，其中两个内汽缸2、3布置在两个外汽缸1、4之间。
汽缸1、2、3、4的排气管路汇聚在一起，从而将排气歧管5a形成为组合式排气管路5b。排气再循环系统6的再循环管路6a在背对其他三个汽缸2、3、4的一侧从与第一外汽缸1相邻的排气歧管5a分支出来。除了再循环管路6a之外，排气再循环系统6还包括用于调整待被再循环的排气量的AGR阀(未示出)。
如上所述的再循环管路6a在背离汽缸1、2、3、4的外侧(即与第一外汽缸1相邻)连接至排气歧管5的事实意味着排气再循环系统6主要被供给有或暴露于来自第一外汽缸1的排气。因此，当在第一外汽缸1中比在其他三个汽缸2、3、4中较早启动燃烧时，可以减小并限制排气再循环6，特别是AGR阀的热负载。这是因为该汽缸1中较早的点火导致从汽缸1排放并引入到再循环管路6a中的排气的温度较低。
将汽缸1、2、3、4移除得距排气再循环系统6的再循环管路6a从排气歧管5a分支出来的点越远，该汽缸1、2、3、4或从该汽缸1、2、3、4排放的排气与施加在排气再循环系统6上的热应力的相关性越小。
将汽缸1、2、3、4移除得距排气再循环系统6的再循环管路6a从排气歧管5a分支出来的点越远，越晚能够在该汽缸1、2、3、4中启动燃烧，并且从该汽缸1、2、3、4排放的排气可以变得更热，而不会有排气再循环系统6热过载的风险。由延迟的点火正时产生的具有较高温度的较热的排气主要到达组合式排气管路5b，在此它可以促成排气后处理系统的加热。
图1b示出了不同汽缸1、2、3、4(A、B、C、D)的汽缸1、2、3、4的放热率ΔH与曲轴角度的关系图。
在第一外汽缸1(曲线A)中比在相邻布置的内汽缸2(曲线B)中较早启动燃烧，这就是为什么第一汽缸1(曲线A)中的燃烧热比在相邻的第二汽缸2中更早或更快速地释放的原因。
在其他两个移除得更远的汽缸3、4中的燃烧再次比在第二内汽缸2中更晚地启动，其中在这两个汽缸3、4中的燃烧同时启动(曲线C和D)。进一步的延迟燃烧意味着从这两个汽缸3、4排放的排气更热。
上面说明的程序确保了排气再循环系统6不会热过载并且仍然尽可能快地加热排气后处理系统。
附图标记
1 第一汽缸、外汽缸、第一外汽缸
2 第二汽缸、内汽缸
3 第三汽缸、内汽缸
4 第四汽缸、外汽缸、第二外汽缸
5 排气排放系统
5a 排气歧管
5b 组合式排气管路
6 排气再循环
6a 循环管路
A 从第一汽缸的放热
B 从第二汽缸的放热
C 从第三汽缸的放热
D 从第四汽缸的放热
ΔH 放热、热率
°KW 曲轴度

Claims (16)

1.一种用于操作具有至少一个汽缸盖的内燃发动机的方法，所述至少一个汽缸盖包括布置成一排的至少两个汽缸(1、2、3、4)，
-每个汽缸(1、2、3、4)具有至少一个出口开口，用于经由排气排出系统从所述汽缸(1、2、3、4)排出排气，排气管路被附接到每个出口开口，并且每个汽缸盖的所述汽缸(1、2、3、4)的所述排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管(5a)形成为组合式排气管路(5b)，并且
-至少一个排气后处理系统布置在所述组合式排气管路(5b)中，并且
-提供排气再循环(6)，所述排气再循环(6)包括再循环管路(6a)和用于调整待被再循环的排气量的AGR阀，所述再循环管路(6a)从与第一外汽缸(1)相邻并且在背对至少另一个汽缸(2、3、4)的一侧上的所述排气歧管(5a)分支出来，
其中
-在所述第一外汽缸(1)中比在所述至少另一个汽缸(2、3、4)中较早启动燃烧，由此减小并限制所述排气再循环(6)的热负载。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个汽缸(1、2、3、4)中的燃烧借助于火花点火来启动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，每个汽缸(1、2、3、4)中的燃烧借助于压燃来启动。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其用于操作具有包括布置成一排的两个汽缸的汽缸盖的内燃发动机，其中，在所述第一外汽缸(1)中的燃烧比在另一个外汽缸中的燃烧较早启动。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其用于操作具有包括布置成一排的三个汽缸的汽缸盖的内燃发动机，其中，在所述第一外汽缸(1)中的燃烧比在其他两个汽缸中较早启动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述第一外汽缸(1)中的燃烧比在所述内汽缸中较早启动，并且在该内汽缸中的燃烧比在另一个外汽缸中较早启动。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其用于操作具有包括布置成一排的四个汽缸(1、2、3、4)的汽缸盖的内燃发动机，其中，在所述第一外汽缸(1)中的燃烧比在所述其他三个汽缸(2、3、4)中较早启动。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述第一外汽缸(1)中的燃烧比在相邻布置的所述内汽缸(2)中的燃烧较早启动，并且在该相邻布置的内汽缸(2)中的燃烧比在其他两个汽缸(3、4)中较早启动。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述其他两个汽缸(3、4)中同时启动燃烧。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，以时滞方式在所述其他两个汽缸(3、4)中启动燃烧，在其他外汽缸(4)中的燃烧比在相邻布置的内汽缸(3)中的燃烧较晚启动。
11.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，其中以时滞方式启动燃烧的两个汽缸(1、2、3、4)之间的点火间隙大于三度曲柄角。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，其中以时滞方式启动燃烧的两个汽缸(1、2、3、4)之间的点火间隙大于五度曲柄角。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，其中以时滞方式启动燃烧的两个汽缸(1、2、3、4)之间的点火间隙大于七度曲柄角。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少两个汽缸(1、2、3、4)以均匀的负载操作。
15.一种用于实施前述权利要求中任一项所述的方法的火花点火式燃烧发动机，所述火花点火式燃烧发动机具有包括布置成一排的四个汽缸(1、2、3、4)的汽缸盖，
-每个汽缸(1、2、3、4)具有至少一个出口开口，用于经由排气排出系统从所述汽缸(1、2、3、4)移除排气，排气管路被附接到每个出口开口，并且所述汽缸(1、2、3、4)的所述排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管(5a)形成为组合式排气管路(5b)，
-至少一个排气后处理系统布置在所述组合式排气管路(5b)中，并且
-提供排气再循环(6)，所述排气再循环(6)包括再循环管路(6a)和用于调整正再循环的排气量的AGR阀，其中，所述再循环管路(6a)从与第一外汽缸(1)相邻并且在背对至少另一个汽缸(2、3、4)的一侧上的所述排气歧管(5a)分支出来，
其中
-每个汽缸(1、2、3、4)中的燃烧能够借助于与所述汽缸相关联的火花点火独立于其他汽缸(1、2、3、4)而启动。
16.根据权利要求15所述的火花点火式燃烧发动机，其中，设置有增压装置。
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