CN111919021B - 用于机动车、尤其是汽车的内燃机以及用于运行这种内燃机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机(1)，包括燃烧室(3)、可被空气穿流的进气道(6)、用于液态汽油燃料的第一储箱(9)、用于水的第二储箱(10)、混合区域(11)，在该混合区域中混合来自第一储箱(9)的汽油燃料和来自第二储箱(10)的水以形成包含汽油燃料和水的混合物、以及分配给燃烧室(3)的喷射阀(8)，借助该喷射阀混合物可直接被喷射到燃烧室(3)中、和分配给燃烧室(3)并且附加于所述喷射阀(8)设置的第二喷射阀(13)，借助该第二喷射阀关于水和汽油燃料仅来自第一储箱(9)的汽油燃料在设置在燃烧室(3)上游的位置(S)处可被喷射到进气道(6)中和因此穿流进气道(6)的空气中。

Description

用于机动车、尤其是汽车的内燃机以及用于运行这种内燃机 的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车、尤其是用于汽车的内燃机。本发明还涉及一种用于运行用于机动车的内燃机的方法。

背景技术

例如从DE 10 2006 056 574A1中已知这种用于机动车的内燃机和这种用于运行这种内燃机的方法。内燃机包括至少一个例如构造为气缸的燃烧室和至少可被空气穿流的进气道，穿流进气道的空气通过该进气道被引导或可被引导向并且尤其是引导到燃烧室中。此外，内燃机具有用于容纳液态汽油燃料的第一储箱，借助该第一储箱内燃机可以其点火运行模式运行。这意味着，燃烧室中的汽油燃料可与空气形成燃料-空气混合物，该混合物可燃烧。内燃机还具有用于容纳水的第二储箱。另外，设置有混合区域，在该混合区域中可混合或混合来自第一储箱的汽油燃料和来自第二储箱的水以形成包含来自第一储箱的汽油燃料和来自第二储箱的水的混合物。此外，内燃机包括分配给燃烧室的喷射阀，借助该喷射阀混合物直接被喷射或可被喷射到燃烧室中。混合物尤其可以是由来自第一储箱的汽油燃料和来自第二储箱的水形成的乳液。

此外，DE 10 2009 048 223A1公开了一种用于运行内燃机或喷嘴的方法，在其中原位产生燃料混合物。该燃料混合物包括极性组分A、非极性燃料组分B和两亲组分C以及辅助组分D并且在内燃机或喷嘴的喷射系统的高压区域内形成，更确切地说不早于喷射过程之前十秒，在此压力处于100至4000巴的范围中。

发明内容

本发明的任务在于这样改进开头所提类型的内燃机和方法，使得可实现特别低油耗的运行。

根据本发明，所述任务通过一种内燃机和一种用于运行用于机动车的内燃机的方法来解决。

本发明的第一方面涉及一种用于机动车、尤其是用于例如构造为轿车的汽车的内燃机。内燃机包括至少一个例如构造为气缸的燃烧室以及至少可被空气穿流的进气道(Einlasstrakt)，穿流进气道的空气通过该进气道被引导或可被引导到燃烧室中。此外，内燃机具有用于容纳液态汽油燃料的第一储箱，借助该第一储箱，内燃机可以其点火运行模式运行。汽油燃料也称为汽油或发动机用汽油并且优选是根据DIN EN 228的发动机用汽油。至少在内燃机的点火运行中汽油燃料(也称为汽油)与空气在燃烧室内形成燃料-空气混合物，该混合物被燃烧。由此产生内燃机的废气。内燃机例如构造为外部点火的内燃机、尤其是奥托发动机，从而燃烧室中的燃料-空气混合物借助外部点火被点燃并且随后燃烧。

内燃机还包括附加于第一储箱设置并且例如与第一储箱分开的、用于容纳尤其是液态水的第二储箱。此外，设置有混合区域，在其中混合来自第一储箱的汽油燃料和来自第二储箱的水以形成包含来自第一储箱的液态汽油燃料和来自第二储箱的液态水的混合物。此外，内燃机包括分配给燃烧室的喷射阀，借助该喷射阀，混合物直接被喷射或可被喷射到燃烧室中。为了在下文中能够在概念上明确区分可将混合物直接喷射到燃烧室中的喷射阀与内燃机的其它构件和部件，可将混合物直接喷射到燃烧室中的喷射阀也被称为第一喷射阀。

为了能够实现内燃机的特别低油耗和低污染的运行，根据本发明设置分配给燃烧室并且附加于第一喷射阀设置的第二喷射阀，借助该第二喷射阀关于水和汽油燃料仅来自第一储箱的汽油燃料在沿穿流进气道的空气流动方向设置在燃烧室上游的部位处可被喷射到进气道中和因此穿流进气道的空气中。所述部位例如设置在分配给燃烧室的进气通道(Einlasskanal)中，该进气通道例如由内燃机的气缸盖形成。当燃烧室例如由尤其是构造为气缸壳体、优选气缸曲轴箱的内燃机的发动机壳体形成时，进气通道例如由气缸盖形成，在此气缸盖和发动机壳体是内燃机的两个分开构造并且彼此连接的壳体元件。由此可借助第二喷射阀进行所谓的通道喷射(Kanaleinspritzung)，通过该通道喷射可将汽油燃料(也称为汽油)喷射到进气道中，因为借助第二喷射阀汽油燃料被喷射或可被喷射到进气通道中。因此，借助第二喷射阀引起的汽油燃料喷射也称为通道喷射。

还可想到，所述部位设置在也称为空气模块、吸气管或吸气模块的进气模块(Ansaugmodul)中，该进气模块例如是内燃机的与气缸盖分开构造并且固定在气缸盖上的构件。进气模块可由塑料和/或金属材料制成。替代地或附加地，气缸盖可由金属材料和/或塑料制成。进气模块也被称为吸气管(Saugrohr)，从而例如可借助第二喷射阀汽油燃料通过至少一次所谓的吸气管喷射被喷射到进气道中。因此可借助第二喷射阀引起的汽油燃料喷射是通道或吸气管喷射。

本发明基于下述认识：代替借助第一喷射阀喷射纯汽油或纯汽油燃料，根据本发明规定:借助第一喷射阀将例如形成为汽油-水乳液的混合物直接喷射到燃烧室中。与喷射纯汽油相比，通过喷射混合物可用的、增加的水分蒸发冷却可这样降低燃烧室和排气温度，使得能够可靠避免通过内燃机废气使构件超过极限温度，而为此无需过度增富(Anfettung)或根本无需增富燃料-空气混合物。因此，即使在高负荷下也可实现例如内燃机的λ-1运行，从而可将内燃机的油耗以及CO₂排放保持得特别低。混合物的直接喷射也称为汽油-水混合物直接喷射(DWI)并且因此被称为DWI方案或DWI运行。已经发现，在不使用汽油燃料-吸气管或-通道喷射的纯DWI方案中，尽管可通过减少的油耗来补偿基于附加DWI含水量的总喷射量的体积增加，但总的来说喷射时间会增加。减少的油耗在此归因于由冷却和惰性气体引起的爆震极限的改善以及与此相关的燃烧重心向热力学特别有利或最佳重心方向的移动，该重心通常位于点火上止点(ZOT)之后的8度曲柄角处。

在纯DWI方案中，尤其是在冷却需求更大时总喷射量的体积增加并非毫无问题，一方面涉及例如作为乳化喷雾直接被喷射到燃烧室中的混合物的壁膜与燃烧室的气缸壁(也称为衬套或气缸衬套)的相互作用、涉及乳液喷雾所需的蒸发时间，另一方面涉及通过多段喷射(Mehrfacheinspritzung)来优化混合物形成的可能性。此外，尽管通过DWI运行减少了燃料喷射量，但标称负荷范围仍有大量颗粒形成(partikelbelastet)。

向进气道中并且因此在设置在燃烧室上游的部位处喷射汽油燃料也称为汽油MPI运行或汽油MPI方案或MPI运行或MPI方案。不使用DWI的纯汽油MPI运行相反可显著减少颗粒形成，但基于不充分的加载(Ladung)冷却/混合物冷却，其爆震极限比纯DWI运行要差得多。在此背景下，本发明提出：附加于DWI方案使用MPI方案并且因此借助第一喷射阀将混合物直接喷射到燃烧室中并借助第二喷射阀将汽油燃料喷射到燃烧室上游的进气道中。

第一喷射阀也称为喷射器并且例如是高压喷射器，借助其可将混合物以高压直接喷射到燃烧室中。尤其是可借助第一喷射阀以第一压力喷射混合物，并且可借助第二喷射阀以比第一压力低的第二压力喷射汽油燃料。高压喷射器因此也称为DWI高压喷射器并且例如设置在DWI高压喷射器路径中，通过该DWI高压喷射器路径可向第一喷射阀供应混合物和高压。由于第二压力低于第一压力，因此第二喷射阀例如是低压喷射器，借助该低压喷射器可将汽油燃料喷射到进气道中。低压喷射器例如设置在MPI低压路径中，通过该MPI低压路径可向第二喷射阀供应具有第二压力的汽油燃料。

例如也简称为低压路径的MPI低压路径主要用于引入汽油燃料，该汽油燃料是用于使内燃机在点火运行模式下运行的主要工作燃料。低压路径主要用于引入主要工作燃料能在汽油-水混合物喷射中实现非常有利的运行策略。在使用纯DWI方案而不结合MPI方案的情况下，会导致体积增加，这需要更长的喷射时间或更高的静态喷射器流量。静态流量也称为Q-Stat。更长的喷射时间主要限制高转速范围、喷射策略的显著优化可能性，尤其是在实现多段喷射和选择喷射正时方面，这表现于不利的窜漏率(Blow-by-Raten)和不利的颗粒排放。相反，更高的Q-Stat值——其又可减少喷射时间——对于低负荷运行或所谓的催化转化器加热中的燃料最小量至关重要，在催化转化器加热的范围中，内燃机的至少一个废气后处理装置在冷启动或预热期间被加热(在不应降低将混合物例如直接喷射到燃烧室中的、也称为高喷射压力的压力的情况下)。借助第一喷射阀将混合物直接喷射到燃烧室中的压力优选为至少350巴。

为了避免上述缺点和问题，根据本发明规定：代替纯DWI方案并且代替纯MPI方案将所述方案相结合，以便在此例如随着含水率增加而逐渐将来自直接喷射的汽油燃料量转移到吸气管喷射或通道喷射，其例如作为提前的(vorgelagert)或进气同步的(saugsynchron)喷射进行。这例如意味着，可借助第二喷油阀向进气道中进行的汽油燃料喷射作为至少一次或正好一次提前或进气同步的喷射进行，使得当燃烧室或可在燃烧室内运动的活塞位于其进气管段(Ansaugtrakt)期间借助第二喷射阀例如喷射汽油燃料，或者在燃烧室或活塞的进气管道上游借助第二喷射阀在内燃机的工作循环内喷射汽油燃料。这能维持或甚至减小第一喷射阀的喷射量。在极端情况下，该运行可扩展为纯汽油吸气管喷射与纯DI-水喷射的组合。由此可在标称负荷下大大降低第一喷射阀的总喷射量并显著减小在燃烧室内部的颗粒形成趋势，因为直接喷射到燃烧室中的这种更小喷射量在混合技术方面很容易被蒸发，且没有形成过大壁膜的风险。虽然冷却效率可能会略有下降，因为汽油喷射部分被吸气管或通道汽油喷射代替，但总体而言由此引起的、用于保持燃烧室冷却不变的水消耗增加可忽略不计。原因在于水的质量相关(massenbezogen)蒸发焓比汽油高6.4倍。这意味着，在可能情况下(im Zweifelsfall)始终直接喷射或必须直接喷射具有最高质量相关蒸发冷却或蒸发焓的燃料，另一、即第二工作燃料、在当前例如为汽油相反也可通过吸气管喷射被引入。

因此，根据本发明规定组合的MPI-DWI运行策略，其另外的优点是喷射策略的动态性大大提高。因此例如通过从DWI切换到MPI或反过来可逐循环地改变喷射组成及其冷却效果，而在纯DWI中只有在更换了高压轨容积后才能改变工作燃料组成。这允许在整个转速范围内高度灵活地处理该方案。因此例如在电路相关(schaltungsbedingt)的负荷减少时、尤其在转矩储备和低负荷稳定性方面带来相当大的优势。

此外，根据本发明规定的MPI-DWI组合提供了烟灰或颗粒优化的催化转换器加热策略的机会，例如通过执行汽油MPI，并将点火解耦喷射以DWI喷射的方式进行。此外，烟灰优化的点火解耦喷射尤其是实现为DWI喷射，以扩大低端扭矩时的爆震极限。此外，通过减少的DWI喷射量大大降低了燃料进入发动机机油和因此窜漏流(Blow-by-Strom)。由根据本发明的方案引起的、例如用于补偿基于MPI的冷却损失的水需求的增加是非常小的(如果有的话)。例如在质量相关的含水率为50％时基于DWI体积恒定水需求仅增加约1.5％，尤其是在假设进气道中通过壁相互作用损失了50％的蒸发冷却作为冷却效率的背景下。其原因是前面提到的水的明显增加的蒸发焓。但如前所述在DWI运行中的全部汽油喷射量也可通过MPI进行，这甚至进一步减少了标称负荷下的喷射时间并有效防止了通过直接喷射的颗粒形成。由此可实现高效、高动态的燃烧室冷却，这可在喷射设计、静态DI喷射器流量和窜漏最小化方面提供最大自由度。通过吸气管或通道喷射引入汽油还可在标称负荷下预期显著改善的混合物均质性。通过略微增加喷水量远不止补偿在MPI中减少的内燃机冷却。

已表明特别有利的是，内燃机构造用于将借助第一喷射阀的混合物喷射作为多段喷射进行。由此可实现特别有效且因此低油耗的运行。多段喷射包括多次在时间上相继并且彼此间隔开的喷射，在这些喷射范围中分别喷射预定量的混合物。

此外，已表明有利的是，内燃机构造用于将借助第二喷射阀的汽油燃料喷射作为多段喷射进行。借助第二喷射阀的汽油燃料的多段喷射也包括例如多次在时间上相继并且彼此间隔开的喷射，其分别喷射预定量的汽油燃料，由此可实现特别低油耗的运行。

为了实现特别有效的运行并且因此能够使内燃机的油耗保持得特别低，在本发明的另一种实施方式中规定，内燃机具有至少一个废气涡轮增压器。该废气涡轮增压器包括可由来自燃烧室的废气驱动的涡轮机和设置在进气道中并且可由涡轮机驱动的压缩机，借助该压缩机可压缩穿流进气道的空气。由此可将包含在废气中的能量用于压缩空气，从而可实现特别有效的运行。

本发明的第二方面涉及一种用于运行用于机动车的内燃机的方法。根据本发明的内燃机尤其是在根据本发明的方法范围内运行。内燃机在此包括至少一个例如构造为气缸的燃烧室以及至少可被空气穿流的进气道，穿流进气道的空气通过该进气道被引导到燃烧室中。内燃机具有第一储箱，在第一储箱中尤其是仅容纳液态汽油燃料。内燃机可借助汽油燃料以其点火运行模式运行。

内燃机还具有第二储箱，在该第二储箱中尤其是仅容纳水、尤其是纯水。另外，设置有混合区域，在该混合区域中混合来自第一储箱的汽油燃料和来自第二储箱的水以形成包含来自第一储箱的汽油燃料和来自第二储箱的水的混合物。此外，内燃机包括分配给燃烧室的第一喷射阀，借助该第一喷射阀混合物在内燃机的至少一个工作循环内直接被喷射到燃烧室中。尤其是规定，在相应的、在时间上相继的工作循环内借助第一喷射阀将混合物直接喷射到燃烧室中。

为了使也称为汽油机的内燃机的油耗和污染物排放保持得特别低，根据本发明设置分配给燃烧室并且附加于所述喷射阀设置的第二喷射阀，借助该第二喷射阀在工作循环内关于水和汽油燃料仅来自第一储箱的汽油燃料在设置在燃烧室上游的部位处被喷射到进气道中和因此穿流进气道的空气中。本发明的第一方面的优点和有利实施方式应被视为本发明第二方面的优点和有利实施方式，反之亦然。

已表明特别有利的是，内燃机在根据本发明方法的范围内以化学计量运行模式运行，这也被称为λ-1运行。在化学计量运行中或在化学计量运行期间，通过分别喷射汽油燃料和水在燃烧室中形成关于空气和汽油燃料化学计量的、包含空气和汽油燃料的汽油燃料-空气混合物，从而汽油-空气混合物的燃烧空气比(也称为λ)为1。通过DWI和MPI的组合也可在高负荷范围内实现这种λ-1运行，因为例如水可用于构件冷却。这意味着，可省却出于构件保护目的对汽油燃料-空气混合物的增富。同时可实现充分的构件冷却，从而例如可避免超过构件、如废气涡轮增压器的涡轮机和靠近发动机的催化转化器的极限温度。

另一种实施方式的特征在于，借助尤其是内燃机的电子计算装置确定、尤其是计算在工作循环内待引入燃烧室的汽油燃料总量。此外，借助电子计算装置将总量分为待借助第一喷射阀直接喷射到燃烧室中的第一部分量和待借助第二喷射阀在所述部位处引入进气道中的第二部分量，所述第一部分量和第二部分量之和为总量，并且第一部分量是混合物的成分并且因此与水一起被喷射。

此外，在工作循环内借助第一喷射阀将第一部分量尤其是这样直接喷射到燃烧室中，使得借助第一喷射阀将混合物直接喷射到燃烧室中，在此，第一部分量是混合物的成分。此外，在工作循环内借助第二喷射阀将第二部分量喷射到进气道中。原则上借助第一喷射阀直接喷射到燃烧室中的混合物(也称为掺合物)的使用是可选的，即优选不在内燃机的所有特性曲线范围内，而是仅在特定特性曲线范围中使用混合物并根据负荷/转速对其混合比进行调整。混合比应理解为混合物中汽油燃料和水的相应比例。

如上所述，第一部分量和/或第二部分量可通过相应的多段喷射被喷射。此外优选规定，根据内燃机的当前工作点并且因此根据需要来确定、尤其是计算总量。

在本发明的另一种实施方式中，借助第一喷射阀的混合物喷射在工作循环内作为多段喷射进行。这意味着，在工作循环内借助第一喷射阀进行至少两次或与此相比更多在时间上彼此间隔开并且相继的单次喷射，在其范围中分别将混合物或者混合物的一部分或者说总量的一部分直接喷射到燃烧室中。

替代地或附加地，借助第二喷射阀的汽油燃料喷射在工作循环内作为多段喷射进行。相应的多段喷射因此在工作循环内包括多次在时间上相继且间隔开的喷射，其也称为单次喷射。通过相应的单次喷射，喷射混合物或汽油燃料的相应量。

最后，已表明特别有利的是，设置至少一个废气涡轮增压器，其具有由来自燃烧室的废气驱动的涡轮机和设置在进气道中的压缩机，该压缩机由涡轮机驱动，由此借助压缩机压缩空气。内燃机因此优选构造为增压内燃机、尤其是增压奥托发动机。

附图说明

本发明的其它细节从下面对优选实施例的说明以及相关附图中得出。附图如下：

图1示出根据本发明的内燃机的示意图；和

图2示出用于说明根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1以示意图示出用于机动车、尤其是用于例如构造为轿车的汽车的优选构造为奥托发动机的外部点火内燃机1。内燃机1具有发动机壳体2，该发动机壳体例如构造为气缸壳体、尤其是气缸曲轴箱，通过该发动机壳体形成多个内燃机1气缸3形式的燃烧室。内燃机1在此构造为往复式活塞发动机，从而活塞可平移运动地容纳在相应的气缸3中。内燃机1在此具有例如构造为曲轴的输出轴4，该输出轴可围绕旋转轴线相对于发动机壳体2旋转。活塞在此通过相应的连杆与输出轴4铰接连接，从而活塞在气缸3中的平移运动被转换成输出轴4的旋转运动。在一种用于运行内燃机1的方法的范围内，内燃机1以点火运行模式运行，该点火运行模式包括内燃机1的多个在时间上相继的工作循环。每个工作循环在此包括输出轴4的正好两周完整的旋转，内燃机1例如构造为四冲程发动机。在点火运行期间，在相应工作循环内在相应气缸3中形成也称为燃料-空气混合物的汽油燃料-空气混合物，该汽油燃料-空气混合物在外部被点火和燃烧。由此在相应气缸3中产生废气，该废气可从相应气缸3中流出。为此，内燃机1包括可被废气穿流的排气道5，借助该排气道废气从相应的气缸3中排出。

内燃机1在此还具有可被空气穿流并且也称为进气管段的进气道6，穿流进气道6的空气通过该进气道被导入或可被导入相应气缸3中。此外，内燃机1具有整体以附图标记7表示的喷射系统，借助该喷射系统为了使内燃机1以点火运行模式运行构造为液态汽油燃料形式的液态燃料被引入或可被引入相应气缸3中。通过进气道6流入相应气缸3中的空气与通过喷射系统7引入相应气缸3中的汽油燃料形成相应的前述汽油燃料-空气混合物。由于相应的汽油燃料-空气混合物在相应的工作循环内燃烧，并且由于点火运行模式具有多个相继的工作循环，因此在点火运行期间在气缸3中分别进行多个燃烧过程，通过这些燃烧过程驱动活塞并且经由活塞驱动输出轴4。

对于每个气缸3，内燃机1具有也称为第一喷射器或高压喷射器的第一喷射阀8，使得每个喷射阀8分配给正好一个相应气缸3。此外，内燃机1具有仅用于容纳液态汽油燃料的第一储箱9，借助该第一储箱内燃机1能以其点火运行模式运行。换句话说，在前述方法范围内，在第一储箱9中仅容纳有汽油燃料。

此外，设有附加于第一储箱9设置且与第一储箱9分开的第二储箱10，在第二储箱中仅容纳或仅可容纳水。尤其是例如在储箱10中容纳纯水。第一储箱9在此是喷射阀8共用的储箱，如将在下面更详细地说明的，如果喷射阀8既被供应来自储箱9的汽油燃料又被供应来自储箱10的水，则第二储箱10也是喷射阀8共用的储箱。

内燃机1具有在图1中特别示意性示出的混合区域11，在该混合区域中混合或可混合来自第一储箱9的汽油燃料与来自第二储箱10的水以形成包含来自第一储箱9的汽油燃料和来自第二储箱10的水的混合物。沿汽油燃料从储箱9朝向喷射阀8的流动方向或沿水从储箱10朝向喷射阀8的流动方向，混合区域11例如设置在相应储箱9或10的下游和喷射阀8的上游。在此，混合区域11是喷射阀8共用的混合区域。作为替代方案可想到，为每个喷射阀8设置其自己的混合区域，以用于将来自储箱9的汽油燃料与来自储箱10的水混合，因此相应混合区域例如位于相应喷射阀8中。

例如借助图1中未示出的输送装置将汽油燃料从储箱9并将水从储箱10输送到混合区域11中，输送装置例如包括用于从储箱9输送汽油燃料的第一泵和用于从储箱10输送水的第二泵。混合物例如可从混合区域11流至喷射阀8。从图1中可以看出，借助相应喷射阀8混合物直接被喷射或可被喷射到相应分配的气缸3中。

在图1所示的实施例中设有喷射阀8共用的分配元件12，该分配元件例如也称为轨或管。混合物在此例如首先流入分配元件12中并且可暂时储存在分配元件12中。借助分配元件12将最初容纳在分配元件12中的混合物分配到喷射阀8，从而可通过分配元件12为喷射阀8供应混合物。混合物可借助输送装置达到预定的第一压力，混合物可以第一压力储存在分配元件12中。借助分配元件12可将具有第一压力的混合物分配到喷射阀8，随后借助这些喷射阀将具有第一压力的混合物直接喷射到气缸3中。第一压力例如为至少350巴。混合物的直接喷射也被称为DWI方案或DWI运行并且借助喷射阀8引起、即进行。

现在为了能够实现内燃机1的低油耗和低污染运行，为相应气缸3分配一个附加于相应喷射阀8设置的第二喷射阀13，借助该第二喷射阀关于水和汽油燃料仅来自第一储箱9的也称为汽油的汽油燃料在相应位置S处被喷入或可被喷入进气道6中和因此穿流进气道6的空气中。从图1中可以看出，相应位置S沿穿流进气道6的空气的流动方向设置在气缸3上游，从而在相应位置S处借助相应第二喷射阀13引起或可引起的相应汽油燃料喷射是吸气管喷射或通道喷射。与此相对，借助相应第一喷射阀8引起或可引起的相应混合物喷射是直接喷射。在相应位置S处借助相应喷射阀13引起或可引起的汽油燃料喷射也被称为MPI运行或MPI方案。

例如关于容纳在储箱10中的水和关于容纳在储箱9中的汽油燃料仅容纳在储箱9中的汽油燃料借助输送装置从储箱9被输送至喷射阀13，从而借助喷射阀13仅汽油燃料被喷射到进气道6中。为了能够例如从储箱9既向喷射阀8又向喷射阀13供应汽油燃料，设置阀装置14。借助输送装置、尤其是借助第二泵例如从储箱9将汽油燃料的整体流首先输送至阀装置14。借助阀装置14将整体流例如分为第一部分流和第二部分流，第一部分流例如流至喷射阀13并且第二部分流流至并且尤其是流入混合区域11。第二部分流随后可与来自储箱10的水混合，由此形成上述的混合物。

尤其是通过输送装置引起汽油燃料的第二压力，借助喷射阀13将汽油燃料以第二压力喷入进气道6中。在此，内燃机1包括喷射阀13共用的另外的分配元件15，其例如被称为轨或管。汽油燃料例如从阀装置14流至并且尤其是流入分配元件15中并且能以第二压力储存在分配元件15中。借助分配元件15向喷射阀13供应具有第二压力的汽油燃料，从而喷射阀13将具有第二压力的汽油燃料喷射到进气道6中。在此，第二压力明显低于第一压力，从而相应喷射阀13例如也被称为低压喷射器。还可看出，喷射阀8、喷射阀13以及分配元件12和15是喷射系统7的组成部件，因为通过上述组成部件可相应地喷射汽油燃料和水。

图2示出用于说明上述用于运行内燃机1的方法的流程图。在该方法的第一步骤S1中，例如借助在图1中特别示意性示出的内燃机1的电子计算装置16确定、尤其是计算在相应工作循环内待引入相应气缸3中的汽油燃料总量。在该方法的第二步骤S2中，借助电子计算装置16(也称为控制器)将总量分为待借助相应第一喷射阀8直接喷射到相应气缸3中的第一部分量和待在相应位置S处借助相应第二喷射阀13喷射到进气道6中的第二部分量，在此第二部分量和第一部分量之和为总量。

在该方法的第三步骤S3中，在相应工作循环内借助相应第一喷射阀8将第一部分量直接喷射到相应气缸3中。在此相应第一部分量是相应混合物的组成部分，该混合物借助相应喷射阀8直接喷射到相应气缸3中。另外，在第三步骤S3中借助相应第二喷射阀13将相应第二部分量喷射到进气道6中。

混合物的喷射和/或汽油燃料的喷射可作为多段喷射进行，其在相应工作循环内具有多个在时间上相继且彼此间隔开的单次喷射。在相应单次喷射中借助相应喷射阀8或13相应地喷射混合物或汽油燃料的相应单次喷射量。

尤其是在该方法的范围内规定，内燃机1以λ-1运行模式运行。这意味着，通过借助相应喷射阀8引起或可引起的混合物喷射和通过借助相应喷射阀13引起或可引起的相应汽油燃料喷射使相应气缸3中的相应汽油燃料-空气混合物形成为化学计量的燃料-空气混合物，从而在点火运行期间燃烧空气比(也称为(λ))为1。由此可避免用于构件冷却的增富(Anfettung)，从而可将油耗保持在特别低的范围内，尤其是即使当内燃机1处于高负荷时。

从图1可以看出，内燃机1具有至少一个废气涡轮增压器17，该废气涡轮增压器具有设置排气道5中的涡轮机18。涡轮机18具有涡轮机叶轮19，该涡轮机叶轮可由穿流排气道5的废气驱动。另外，废气涡轮增压器17包括设置在进气道6中的压缩机20，该压缩机具有用于压缩穿流进气道6的空气的压缩机叶轮21。废气涡轮增压器17还包括轴22，该轴不仅与涡轮机叶轮19而且也与压缩机叶轮21无相对转动地连接。由此压缩机叶轮21可通过轴22由涡轮机叶轮19驱动。换句话说，涡轮机叶轮19由穿流排气道5的废气驱动，从而压缩机叶轮21通过轴22由涡轮机叶轮19驱动，由此压缩穿流进气道6的空气。因此包含在废气中的能量被用于压缩空气，从而可实现特别低油耗的运行。替代地或附加地，内燃机1可具有至少一个电动压缩机，以用于向相应气缸3供应压缩空气，或者内燃机1构造为自吸式发动机。

此外，在排气道5内设有至少一个废气后处理装置23，该废气后处理装置沿穿流排气道5的废气的流动方向设置在涡轮机18下游。废气后处理装置23包括至少一个废气后处理元件，该废气后处理元件例如可构造为催化转化器、尤其是三元催化转化器。替代地或附加地可想到，在涡轮机18上游的排气道5中设置废气后处理装置，该废气后处理装置是靠近发动机的废气后处理装置。通过图1中可见的上述DWI运行与MPI运行的结合可在不喷射额外的燃料用来冷却构件的情况下避免废气后处理装置23以及涡轮机18的过高温度。换句话说，即使在上述λ-1运行中也可避免超过构件极限温度，从而使内燃机1的油耗和因此CO₂排放保持得特别低。

附图标记列表

1 内燃机

2 发动机壳体

3 气缸

4 输出轴

5 排气道

6 进气道

7 喷射系统

8 第一喷射阀

9 第一储箱

10 第二储箱

11 混合区域

12 分配元件

13 第二喷射阀

14 阀装置

15 分配元件

16 电子计算装置

17 废气涡轮增压器

18 涡轮机

19 涡轮机叶轮

20 压缩机

21 压缩机叶轮

22 轴

23 废气后处理装置

S 位置

S1 第一步骤

S2 第二步骤

S3 第三步骤

Claims (9)

1.用于机动车的内燃机(1)，所述内燃机包括：至少一个燃烧室(3)；至少能被空气穿流的进气道(6)，穿流进气道(6)的空气通过该进气道能被引导到燃烧室(3)中；用于容纳液态汽油燃料的第一储箱(9)，借助该第一储箱，内燃机(1)能以其点火运行模式运行；用于容纳水的第二储箱(10)；混合区域(11)，在该混合区域中将来自第一储箱(9)的汽油燃料和来自第二储箱(10)的水混合以形成包含来自第一储箱(9)的汽油燃料和来自第二储箱(10)的水的混合物；以及分配给燃烧室(3)的第一喷射阀(8)，借助该第一喷射阀，混合物能直接被喷射到燃烧室(3)中，

其特征在于，设置有分配给燃烧室(3)并且附加于所述第一喷射阀(8)设置的第二喷射阀(13)，借助该第二喷射阀，关于水和汽油燃料仅来自第一储箱(9)的汽油燃料能在设置在燃烧室(3)上游的部位(S)处被喷射到进气道(6)中并且由此能被喷射到穿流进气道(6)的空气中，

所述内燃机包括电子计算装置(16)，所述电子计算装置设置用于确定：在工作循环内待引入燃烧室(3)的汽油燃料总量；汽油燃料总量的待借助第一喷射阀(8)直接喷射到燃烧室(3)中的第一部分量；和汽油燃料总量的待借助第二喷射阀(13)在所述部位(S)处引入进气道(6)中的第二部分量，

所述内燃机还包括阀装置(14)，所述阀装置设置用于：从第一储箱接收汽油燃料总量；将汽油燃料总量分为所述第一部分量和所述第二部分量；并且将第一部分量经由混合区输送至第一喷射阀(8)及将第二部分量输送至第二喷射阀(13)。

2.根据权利要求1所述的内燃机(1)，其特征在于，所述内燃机(1)构造用于将借助第一喷射阀(8)的混合物喷射作为多段喷射进行。

3.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)构造用于将借助第二喷射阀(13)的汽油燃料喷射作为多段喷射进行。

4.根据权利要求1或2所述的内燃机(1)，其特征在于，设置有至少一个废气涡轮增压器(17)，该废气涡轮增压器包括能由来自燃烧室(3)的废气驱动的涡轮机(18)和设置在进气道(16)中并且能由涡轮机(19)驱动的、用于压缩空气的压缩机(20)。

5.用于运行用于机动车的内燃机(1)的方法，所述内燃机包括:至少一个燃烧室(3)；至少能被空气穿流的进气道(6)，穿流进气道(6)的空气通过该进气道被引导到燃烧室(3)中；容纳有液态汽油燃料的第一储箱(9)，借助该第一储箱，内燃机(1)能以其点火运行模式运行；容纳有水的第二储箱(10)；混合区域(11)，在该混合区域中将来自第一储箱(9)的汽油燃料和来自第二储箱(10)的水混合以形成包含来自第一储箱(9)的汽油燃料和来自第二储箱(10)的水的混合物；以及分配给燃烧室(3)的第一喷射阀(8)，借助该第一喷射阀，混合物在内燃机(1)的至少一个工作循环内直接被喷射到燃烧室(3)中，

其特征在于，设置有分配给燃烧室(3)并且附加于所述第一喷射阀(8)设置的第二喷射阀(13)，借助该第二喷射阀在所述工作循环内关于水和汽油燃料仅将来自第一储箱(9)的汽油燃料在设置在燃烧室(3)上游的部位(S)处喷射到进气道(6)中并且由此喷射到穿流进气道(6)的空气中，

所述方法包括以下步骤：

-借助电子计算装置(16)：

·确定在工作循环内待引入燃烧室(3)的汽油燃料总量；

·将总量划分为待借助第一喷射阀(8)直接喷射到燃烧室(3)中的第一部分量和待借助第二喷射阀(13)在所述部位(S)处引入进气道(6)中的第二部分量，所述第一部分量和第二部分量之和为总量；

-在工作循环内：

·借助第一喷射阀(8)将第一部分量直接喷射到燃烧室(3)中；并且

·借助第二喷射阀(13)将第二部分量喷射到进气道(6)中。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述内燃机(1)以化学计量运行模式运行，在该化学计量运行模式中通过相应喷射汽油燃料和水在燃烧室(3)中形成关于空气和汽油燃料化学计量的、包含空气和汽油燃料的汽油燃料-空气混合物。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，借助第一喷射阀(8)的混合物喷射在工作循环内作为多段喷射进行。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，借助第二喷射阀(13)的汽油燃料喷射在工作循环内作为多段喷射进行。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，设置有至少一个废气涡轮增压器(17)，该废气涡轮增压器具有由来自燃烧室(3)的废气驱动的涡轮机(18)和设置在进气道(6)中的压缩机(20)，该压缩机由涡轮机(18)驱动，由此借助压缩机(20)压缩空气。

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