CN114623005A - 用于运行通过增压器增压的外燃式的燃烧机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于运行通过增压器(31)增压的外燃式的燃烧机(10)的方法，燃烧机具有燃烧室(22)、驱动轴(28)和排气系统(13)，在燃烧室中进行燃烧，其中在一个步骤中：燃烧机(10)在驱动轴(28)的转速(n28；n28P)下在如下工作点(P0)中运行，在该工作点设置燃烧室(22)中的空气比，其中在该工作点(P0)中设置转矩(M28,0)，该转矩刚好还借助化学计量的空气比实现，并且同时刚好还遵守排气系统(13)的最大允许温度，而没有将水输送给燃烧室(22)，其中增压器(31)在该工作点(P0)中以尽可能低的功率运行，其中采取措施以降低排气系统(13)中的温度(T13)。

Description

用于运行通过增压器增压的外燃式的燃烧机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行通过增压器增压的外燃式的燃烧机的方法、机器可读存储介质和控制设备。
背景技术
从现有技术中已知，一旦由于排气温度过高而不再可以达到特定的发动机功率，就进行混合物富集。从现有技术中还已知如下燃烧机，该燃烧机在燃烧室中的燃烧过程通过使用注水代替混合物富集来影响。注水的优点在于，排气的温度相对于来自燃烧中的排气的温度在没有通过水注入引入水的情况下减小。由此，排气系中的构件(例如涡轮、催化器或颗粒过滤器)可以被保护免受过高温度，进而免于破坏。此外，通过由此降低的温度可以减小排放并且提高燃烧机的性能。
水注入被用于替代目前为了保护构件的目的而使用的混合物富集，进而实现化学计量运行。混合物富集的缺点是存在混合物被认为是所谓的“肥”，并且相应地具有小于1的Lambda值。通过混合物富集降低排气温度。通过亚化学计量运行不再确保三元催化器的功能，出现强烈增加的碳氢化合物和一氧化碳排放和强烈增加的燃料消耗。
水注入的作用主要基于汽缸增加冷却的效果，其中使用水的高汽化焓。一方面，因此降低了进程的温度水平并降低了爆震的趋势。这两者都有降低排气温度的作用。
在该方法中特别重要的是应减少在此所需的水量。一方面，要注入的水是必须携带并再次填充在车辆中的另一种介质。此外，相应的箱影响车身内的空间利用(“包装”)。因此寻求设置有意义地小的水箱大小。因此，减少的水消耗引起到再加注的间隔延长，并且另一方面引起借助水箱填充的水运行中的提高的运行范围。此外，降低水率的其他原因是降低所谓的漏气量进而降低水进入发动机油中。因此提出扩大可以按化学计量运行的特征曲线范围和减小处于较高功率下并且必须注入水的特征曲线范围，并且另一方面，减少具有水注入的特征曲线范围中的水量。
发明内容
根据本发明的第一方面，提出一种用于运行通过增压器增压的外燃式的燃烧机的方法。燃烧机在驱动轴的转速下在如下工作点中运行，在该工作点设置燃烧室中的空气比，其中在该工作点中设置转矩，该转矩刚好还借助化学计量的空气比实现，并且同时刚好还遵守排气系统的最大允许温度，而没有将水输送给燃烧室，其中增压器在工作点中以其尽可能低的功率运行，其中采取措施以降低排气系统中的温度。这具有的优点是：排气系的已经提到的元件、如涡轮、催化器或颗粒过滤器被保护免于过高的温度，进而免于破坏。
根据相应的方法的第一变型形式设有所谓的人工节流。为此，在第一步骤中，增加增压器的功率，从而增加增压器和节流阀之间的进气管中的压力。这随之增加涡轮功率。由此降低涡轮后的排气中的焓并降低排气温度。这具有的优点是：当之前已经将燃烧机的工作点置于使得已经使得涡轮后的排气温度具有最大允许温度值，则从该温度起又获得距最大允许温度值的间距。即已经通过该方案(尽管该方案将工作点朝更高功率改变)可以潜在地避免通过水冷却燃烧机。该方案只有在尚未达到最大允许的涡轮入口温度时才可行。
然而对于工作点不应向趋向于更高功率移动的情况，提出增加去和节流阀之间的进气管中的压力的随之增加针对节流阀和进入燃烧室中的入口之间的进气管的后续部分通过节流阀再次减小。由此实现燃烧室中的空气填充在理想的情况下不增加，将空气燃料比Lambda再次设置等于1并且由此燃烧室中的燃料质量与该措施之前相同大。于是，转矩在驱动轴处不增加。
如果在第一次迭代后(通过增压器增加空气质量，通过增压器增加压力，通过节流阀降低压力)仍总是存在在关键部位处的排气温度和关键部位处的允许的最大温度之间的间距。因此可行的是，增加发动机功率直至达到排气温度极限。在最终状态下，涡轮功率、压缩机功率和在Lambda＝1时最大输出的发动机功率相对于初始状态提高，然而节流阀与之前相比进一步关闭。
根据本发明的另一观点，如果在没有输送水的情况下无法保持在排气系统中最大允许温度，则提出在另一步骤中将水注入燃烧室中。这又实现建立在关键部位处的排气温度和关键部位处的最大允许温度之间的间距。在注水之后的这种结果可以用于通过增压器再次增加压力，并且然后通过节流阀降低压力。
根据一个替选的方法，可以提出在一个步骤中移动燃烧室中的燃烧重心，进而降低在排气系的关键部位处的排气温度。在此提出燃烧重心向早期移动，更确切地说移动超出效率最佳的燃烧重心。如果通过燃烧重心向早期移动不再引起在关键部位处的排气温度下降或者替选地在燃烧期间爆震的风险变得过大，则将水注入燃烧室中可以引起冷却燃烧，进而引起降低排气温度还有降低爆震风险，这又实现点火角提前。此外，上述两种方法可以相互组合，以进一步减少在关键部位处的排气温度。
此外，提出一种计算机程序，其执行上述方法之一的所有步骤。此外，可选地设有机器可读存储介质，在其上存储有计算机程序。此外，控制设备被设计为可以执行上述方法之一的所有步骤。
附图说明
根据下面描述的附图更详细地解释本发明。附图示出
图1示出由燃烧机、排气系统和空气输送系统构成的典型系统的视图，
图2示出最大转矩的示例性的原理过程的视图，
图3示出与燃烧机负载相关的所需的水率的视图，
图4示出第一实施例的方法流程，
图5示出具有电机的压缩机，
图6示出用于影响排气温度的原理性示出的第二方法。
具体实施方式
在图1中示出具有燃烧机10、连接于燃烧机10的排气系统13和空气输送系统16的典型系统。该系统在所述示例中位于机动车辆中。燃烧机10典型地具有多个气缸19。在每个气缸19中存在燃烧室22，在燃烧室中发生燃料与空气的燃烧。在每个气缸19中还存在活塞25，活塞经由未示出的、但众所周知的驱动机构驱动驱动轴，驱动机构由连杆和曲柄构成。通过燃料与空气燃烧形成的、作用于活塞25上的压力尤其引起作用于连杆上的压力，使得形成驱动轴28的转动运动。然后，驱动轴28以驱动转矩M28驱动。在此，典型地经由未示出的离合器、变速器和差速器驱动一个或多个驱动轮，使得借助于燃烧机10可以驱动机动车辆。借助于至少一个凸轮轴30操控单个未示出的阀(入口阀和/或排气阀)，以便例如让新鲜空气通过入口进入燃烧室22中(入口阀)并以便让排气排放到排气系统13(排气阀)中。
排气系统13被用于将从燃烧室22排出的排气导出到环境中。为此，排气系统具有管系统，管系统(典型地始于排气弯管)将排气输送给增压器31。在此，排气输送给增压器31的排气侧34。在排气侧34内，排气驱动涡轮叶轮37，涡轮叶轮经由轴38以转矩传递方式与压缩机叶轮40连接。在排气经过排气侧34之后，排气进入管区域43中，该管区域将排气输送给排气反应器47(例如三元催化器)。在排气反应器47中，排气的化学组分按规定改变。例如，另一在此未示出的排气反应器跟随在排气反应器47之后。在此，排气反应器例如可以是颗粒过滤器。
旁通流阀50在旁通流路径49中与增压器31或其排气侧34并联。旁通流阀50(也称为旁通阀或排气门)被用于改变涡轮叶轮37上游的排气的压力，从而改变压缩机的压力、即增压压力。例如，如果旁通流阀50关闭，并且由此旁通流路径49关闭，则全部排气量引导经由涡轮叶轮37。如果旁通流阀50部分地或完全地打开，则排气的一部分引导经过增压器31的排气侧34，以避免涡轮上游压力的不期望的增加进而最终避免增压压力的不希望的增加。
空气输送系统16在上游始于入口60，来自环境的空气通过入口被吸入。空气被吸入增压器31的压缩机侧63中并从那里继续运输通过压缩机叶轮40。首先，压缩的空气被压入增压空气冷却器66中并在那里冷却。从那里，空气被压入吸气管69中。通过节流阀72，精确地计量应到达燃烧室22中的空气量。例如，通过部分地关闭节流阀72降低节流阀72和入口阀之间的空气量和空气压力。
在图2中示出与驱动轴28的转速n28相关的燃烧机10的最大转矩M28max(n28)的过程的示例性原理图。此外，同样示例性地且原理性地示出线L1lim。线L1lim是空气比Lambda的特定极限。在线L1lim的左侧和沿着线的伸展，在燃烧机10的运行中刚好还会产生排气，排气由空气比Lambda等于1的空气燃料混合物形成并且其温度T最大对应于最大允许温度Tzul,max，并且此外不必采取冷却措施，以不超过最大允许温度Tzul,max。在此，在概括描述中，最大允许温度Tzul,max最初仅是例如针对排气系统13的任何组件确定的最大允许温度。最大允许温度Tzul,max例如可以是在增压器31的排气侧34的输入端52处或增压器31的排气侧34的输出端53处或例如还是在排气反应器47的输入端54处或在排气反应器47中的最大允许温度。
下面根据图1、图2、图3和图4更详细地解释第一示例性方法V1。在图3示出所需的水率和燃烧机的负载之间的关联的视图。在此，图4示出各个方法步骤。在第一实施例的范围中，设有在此提出的人工节流，尤其在空气输送系统16中的节流。节流旨在降低排气的温度。这种通过节流降低排气温度的优点是线该示例中移动线L1lim并且从现在开始例如占据L1lim'的位置。而在没有该特别的方法步骤的情况下在超出线L1lim的工作点时、即在通过点A、B、C和D点描述的面之内，需要冷却措施，以将排气温度保持最多保持在最大允许温度Tzul,max上，则通过该特别的方法步骤实现：随超过新的线L1lim'才需要采用特殊的冷却措施，即例如对混合物加脂和/或向燃烧室22添加水。
对于该第一示例性的方法需要如图1所示的系统。在那里示出的增压器31具有已经提到的旁通流阀50。在那里所示的燃烧机10具有传统的凸轮轴30。传统的凸轮轴30被理解为凸轮轴30，凸轮轴尤其具有以下特征：关于0.5mm的阀行程的可通过所述凸轮轴实现的阀打开持续时间位于～190和～220°KW之间的范围内。特别地，凸轮轴30既不是米勒凸轮轴也不是阿特金森凸轮轴。
最初始于工作点P0，转速n28P和转矩M28.0与该工作点相关联。在该工作点P0中，根据之前的内容，刚好还可以遵守最大允许温度Tzul,max。此外，在所述工作点P0中，空气比lambda等于1，因此工作点P0位于线L1lim上或从所述特性中得到线L1lim的所述点。旁通流阀50在所述工作点P0中具有特定的关闭位置p50,0。另外，在该工作点P0中，也刚好还不需要采取以特别的冷却措施，即这刚好还可以在没有将水注入燃烧室22中的情况下应对。在工作点P0以上，必须注入水或必须加浓混合物，以便可以继续遵守最大允许温度Tzul,max。增压器31的增压压力现在对应于增压压力p31,0。
基于所述情况，在该方法的范围中，旁通流阀50置于新的关闭位置p50,1中，即通常增加增压器31的功率P31提高，步骤S1，即通过所述新的关闭位置p50,1，旁通流阀50比在关闭位置p50,0中进一步关闭。旁通流阀50的该进一步关闭引起增压器31的功率的增加。如在与根据图1的视图进行比较时可见的那样，进一步关闭旁通流阀50引起引导通过增压器31的排气的份额增加。流过旁通流路径49的排气的份额减少。增加的增压压力p31,1高于对要设置的负载所需的压力p。为了在所述情况下排气温度在条件Lambda等于1的情况下不升高，随增加节流阀72和入口之间的吸气管中的压力也通过节流阀72节流，即通过节流阀72减小流动横截面，步骤S3。由此，负载可以保持恒定。因此，在相应协调的情况下，可以保持工作点P0。通过上述进一笔关闭旁通流阀50和由此增加增压器31的功率，从排气中提取能量(经由涡轮叶轮37的焓降)。排气的这种减少的能量引起涡轮叶轮37下游的排气温度降低，进而引起增压器31的排气侧34的出口53处的温度T53降低。此外，该降低的温度T53引起排气反应器47中的温度T47降低。如果例如温度T47被确定为排气系统13的临界温度，则这意味着通过上述措施，实际上降低的温度T47从现在起具有距排气反应器47中的临界温度、即温度极限T47,lim的温度的极限值的更大间距。即参考图2，例如在转速n28P中输出的功率通过转矩始于工作点P0中的转矩M28,0提高到工作点P1中的转矩M28,1的方式可以被提高，而在此没有达到温度极限T47,lim并且刚好还不必采取附加的发动机内的措施，即例如将水注入燃烧室22中。
在根据图2的该示例中，随旁通流阀50的进一步关闭和增压器31的进一步增加的功率，占据工作点P2并且再次达到温度极限T47,lim。在所述工作点P2中，节流阀72的位置、即经过节流阀72的流动横截面相对于工作点P1中的位置进一步减小进而通过节流阀72的流动阻力增加。在工作点P2中，刚好还设置空气比Lambda的为1.0的值，而在此不会达到温度极限T47,lim，其中采取附加的措施，即将水注入燃烧室22中。
显而易见，不需要在该方法的范围中必须将驱动轴28的转速n28P保持在恒定值，如这在图2中示出。更确切地说，可以提高或降低转速n28P。对于在此要占据的工作点(只要其位于区域A-C-D内或位于区域A-C-E-A域内)上述内容意义上就适用。
在图3中示出关于燃烧机10的当前负载的已经提到的水率mH20。这里将转矩M28用作为负载。曲线K1例如代表在Lambda＝1和排气流未被节流的情况下的所需的水率。曲线K2代表在Lambda＝1时所需的水率，其中排气流根据方法V1在维持最大允许温度的情况下被最大可能地节流。曲线K3代表使用如下方法的水率，该方法将方法V1和V2组合，即附加地将根据方法V2将燃烧重心向早期移动与方法V1组合，方法V2的描述参见下文。
因此，综上所述，在点A-D,L1lim之间的连接线之下或直至包括所述连接线都遵守温度极限T47,lim，而不必采取附加的进行冷却的发动机内部的措施。对于所述示例性的方法适用的是：在点A-E,L1lim'之间的连接线之上和直至包括点A-E,L1lim'之间的连接线都可以温度极限T47,lim，其中还不必采取附加的进行冷却的发动机内部的措施(不注入水)。因此，通过所述示例性的方法，实现随超过点A-E,L1lim'之间的连接线才必须采取附加的进行冷却的发动机内部的措施，即必须注入水，以便遵守温度极限T47,lim。随着达到点A-C,L1lim”之间的连接线、即随着示例性地关闭旁通流阀50和适配地关闭节流阀72的横截面以及通过注入水进行的冷却的发动机内部的措施，刚好还可以遵守温度极限T47,lim。在点A-C,L1lim”之间的连接线之上，借助在此描述的措施不再可以遵守温度极限T47。这意味着，通过极限从L1,lim移动到L1,lim'而缩小特征曲线的其中必须将水注入燃烧室22中以便遵守温度极限T47,lim的区域。与之相应地，可以根据预期减小要携带的水量。或者换言之，在水量相同的情况下，根据在此提出的方法，可以根据预期经过更长的行进路线。
该方法当出现以下限制时才达到其限制：同时达到排气侧34或涡轮叶轮37上游的最大允许温度和排气反应器47中的最大允许温度。替选地，这在如下情况下适用：即在排气侧34或涡轮叶轮37上游达到最大允许压力，或达到增压器31的最大允许转速，或在压缩机侧63的输出端处达到最大允许温度或达到最大允许增压压力。
为此，在燃烧机10的发动机控制装置中实现如下功能，该功能实现转速或负载相关地参数化节流阀72之上的压力差，以便实现期望的温度下降。随后，温度差相加到所需的和参数化的目标增压压力。然后通过发动机控制装置调节期望的增压压力和负载所需的进气管压力p69。排气侧34的输入端52处的期望的增压压力p52经由旁通流阀50的位置调节，气缸填充经由节流阀72的位置设置或调节。协调用于降低温度T47的这种功能。如果例如不再可以设置所需的压力差，则经由扩大的水注入率补偿相应的温度上升。替选地，该功能也可以通过如下方式实现，即经由转速/负载(工作点)固定预参数化节流阀72的位置。然后，纯经由设置所需的增压压力调节负载。在该方案中，也需要一种协作。如果无法调节所需的增压压力，则必须进一步打开节流阀72，并相应地增加水率。
对于代替具有固定几何形状的增压器31而使用具有不带旁通流阀的可变涡轮几何形状的增压器31的情况，代替改变旁通流阀的关闭位置的设置，以替代的方式执行可变的涡流几何形状的改变，并且以这种方式一般性地增加增压器31的功率P31。上述关于旁通流阀的上述步骤可以容易地转用于具有可变涡轮几何形状的增压器31。
在基于第一实施例的另一实施例中，使用特定的实施方案的凸轮轴30。为此，在这种情况下，考虑有两种不同的替选的实施方案。第一替选地实施方案是已经提到的米勒凸轮轴，米勒凸轮轴相对于燃烧室22具有小于等于190°曲柄轴角的打开持续时间或打开角度。打开角度涉及大于0.5毫米的行程。具有这种凸轮轴30的燃烧机10在其排气系统13中(如上所述的那样)或者具有固定几何形状的增压器31，或者具有不带旁通流阀的可变涡轮几何形状的增压器31，其中将具有固定几何形状的增压器与具有旁通流阀50的旁通流路径40并联。因此，在如已经在上文中提到的那样通过操控旁通流阀50或改变可变的涡流几何形状提高增压压力p52，而在该实施例中主要借助米勒凸轮轴发生节流。由此负载不增加。在此节流意味着节流通过提前调节凸轮轴30、即米勒凸轮轴进行。提前调节意味着通过凸轮轴30比之前在较低压力p69,2下更早地关闭到燃烧室22中的入口，以减少空气的填充进而也减少空气-燃料混合物的填充。如果在这种处理方式中、即仅可经由调节凸轮轴30不完全地以期望的程度进行节流，则(如在之前描述的实施例中那样)节流通过减小节流阀72的自由横截面来补充。在此尤其优选的是仅较小份额的节流经由节流阀72进行。通过所述凸轮轴30也可以降低入口阀的行程。
凸轮轴30在此不应用于负载调节。在开发阶段中的应用中将凸轮轴30的要向早期调节的位置固定预先参数化，但是这完全与外部边界条件、如环境压力、进气温度、发动机温度等相关。燃烧机10的负载控制还经由旁通流阀50或改变可变的涡轮几何形状以及调节节流阀72进行。在这种情况下，也必须在燃烧机10的控制装置中提供如下功能，该功能允许经由节流阀72维持压力差。
在第二替选的实施方案中，上述阿特金森凸轮轴被用作凸轮轴30。关于燃烧室22，凸轮轴具有大于等于220°曲柄轴角的打开持续时间或打开角度。打开角度也涉及至少0.5mm的行程。如在该实施方案中在上文已经描述的那样，具有这种凸轮轴30的这种燃烧机10在其排气系统13中还具有带有固定几何形状的增压器31，或者具有不带旁通流阀的可变涡轮几何形状的增压器31，其中将具有固定几何形状的增压器与具有旁通流阀50的旁通流路径40并联。
在此，增压压力p52的增加如上所述的那样通过操控旁通流阀50或改变可变涡轮几何形状执行，并且在所述实施例中，节流主要借助阿特金森凸轮轴进行。由此负载不增加。在该情况下，节流意味着节流通过后期调节凸轮轴30、即阿特金森凸轮轴进行。后期调节意味着通过凸轮轴30比在较低压力p69,2下更晚地关闭进入燃烧室22中的入口。这当节流阀72和进入燃烧室22的入口之间的进气管69中的压力p69,2升高时发生。如果在这种处理方式中、即仅经由调节凸轮轴30无法完全以期望的程度进行节流，则如在之前描述的实施例中那样通过缩小节流阀72的自由横截面来补充节流。在此，特别优选的是：仅较小份额的节流经由节流阀72进行。通过所述凸轮轴30也可以降低入口阀的行程。
下面描述另一实施例的两个变型形式。该另一实施例基于第一实施例并且在第一变型形式中可以具有图1中描述的排气系统，排气系统具有带有固定几何形状的增压器31和旁通流路径49连同旁通流阀50。在第二变型形式中，如前所述代替具有固定几何形状的增压器31，使用不带旁通流阀的可变涡轮几何形状的增压器31。代替改变旁通流阀的关闭位置的设置，在此替代性地执行可变的涡轮几何形状的变化，并且以该方式通常增加增压器31的功率P31。关于旁通流阀的上述步骤可以容易地转用于具有可变涡轮几何形状的增压器31。所使用的凸轮轴30实现入口阀的最大入口阀行程的不同的设置(可变的阀行程)。
在这两种情况下，该方法运行，使得旁通流阀50或增压器31的可变涡轮几何形状还在分别期望的或所需的范围内关闭。然而，在该情况下，不通过调节(进一步关闭或打开)节流阀72来对增压压力或进气管压力p69进行节流，以获得燃烧室22中的所需的空气填充。相反，通过组合地操控凸轮轴30设置期望的空气填充进而对空气流进行节流。在此，组合地操控凸轮轴30可以具有向早期调节入口凸轮轴，并且还减小入口阀的行程。通过该在此提出的措施，同样实现减小在涡轮叶轮37下游的温度进而也减小排气反应器47中的温度T47。如已经针对第一实施例描述的那样，由此可以增加负载并减少水消耗。
在具有可变气门行程的燃烧机10的情况下，功能或调节功能可以以两种不同的方式实现。调节行程类似于控制时间转速或负载相关地以较小的阀行程固定地预参数化。于是，在该上下文中，负载的调节直接地经由通过适配地调节可变的涡轮机和形状或适配地调节旁通流阀50来调节所需的增压压力p69。关于此点要注意的是，具有可变的阀行程的凸轮轴30的一个或多个控制时间不用于负载调节，并在应用期间确定。替选地，可以将节流的功能实施为，使得调节或预先调节期望的增压压力p69。气缸19或燃烧室22的填充于是经由阀行程来调节。
在该实施例中，也需要一种协调。如果无法调节所需的增压压力p69，则必须增加阀行程并相应增加水率。
基于在此描述的第一实施例的另一实施例设有电辅助的增压器31。增压器31(图5)是电辅助的。这意味着电机75经由增压器31的轴38作用于其功能。在降低涡轮叶轮37的输出端53处的温度T53或降低排气反应器47中的温度47的上下文中，提出增加增压器31(和在此更尤其增压器31的排气侧34)的流动阻力。更尤其参考图2，其涉及在那里示出的特征曲线和在此主要涉及面A-C-D-A和可能潜在位于那里的工作点，使用电极75。真正的目的在于将增压器31的流动阻力用于从排气中提取能量(经由涡轮叶轮37的焓降)，并且由此如上所描述的那样降低增压器31下游的温度。为此，更与其在关闭旁通流阀50或改变可变涡轮几何形状之后，运行电机75，使得所述电机将制动力矩作用于增压器31的轴38上。这通过所谓的回收进行，即电机75作为发电机运行，使得所述电流优选地提供到机动车辆的车载网络中。这在理想情况下导致：尽管关闭旁通流阀50或关闭可变涡轮几何形状，却无法记录压力p69的增压压力上升。如果回收是可行或仅受限可行，则所描述的方法可以通过关闭节流阀75进而降低进气管69中的压力p69来补充。
下面参考图6描述用于降低排气温度的另一基本方法V2。在所述方法中提出通过如下方式移动燃烧重心，步骤S10，即点火点比之前更早地设置进而点火火花比之前更早地点燃燃烧室22中的燃料空气混合物。在此，关于在燃烧机10的消耗方面的工作点的最佳重心朝“早期”的方向调节，步骤S11。燃烧机10通常在显著低于额定功率的特性曲线范围中不受爆震限制。在该功率范围内，经由燃烧室壁、例如气缸壁或气缸头以相对大的量进行散热，使得降低排气温度。限制是在点火角过早的情况下出现爆震。因此，在效率最佳的点火角和爆震极限之间必须存在间距，以便可以实现点火角早期调整。通过早期开始燃烧，早期的点火时间点已经相对早期地引起相对高的燃烧室压力、燃烧室中的压力升高和高温，但还有减小的排气温度。
在显著低于额定功率的所述功率范围内，点火角被应用为使得设置在燃料消耗方面最佳的燃烧重心。该燃烧重心位于点火OT(OT＝上止点)后的大约8°的曲柄轴中。因此，通过在所述功率范围内所设置的工作点已经可以设置排气温度，排气温度会超过增压器31上游的允许的最大温度或排气反应器47中的最大允许温度。处于该原因，推荐将点火点提前，因为这会引起排气温度降低。在此，根据上述促进爆震的机制不利的是：更早进入显著的温度增加和压力升高。注水的主要作用机制之一是通过在点火时间点或在点火时间点之前已经冷却燃料空气混合物的方式减小所述混合物爆震的趋势。这就是说，在将点火时间点提前的情况下在功率范围中会需要影响燃烧室22中的燃烧的流程，例如通过将水注入燃烧室22中，步骤S12，使得为了避免爆震而减小燃烧发生的温度进而同时会减小排气的温度。如果将燃烧重心位置移动到点火OT之后的最早8°的曲柄轴上，则也显著注水的主要作用。该调节的处理方式如下：在达到温度限制时，将点火角提前移动至爆震极限，在爆震极限之下于是可以增加负载。如果达到爆震极限，则于是可以注入水以进一步增加负载。然后要设置的点火角总是可以早于最佳效率的点火角，以便相应地将排气温度保持得低。
如已经表明的那样，在该方法的范围中提出燃烧重心位置也经由消耗最大点进一步向早期移动(步骤11)，以便降低排气温度。一旦达到以下极限之一，就达到向早期移动的极限：爆震极限、最大允许气缸压力、最大允许气缸压力增加。为此，所请求的点火角以如下格式存储在燃烧机10的控制装置中，该格式考虑作为影响因素、当前的转速、要调用或要设置的负载、控制时间和水率。
这两个在此原理性描述的方法V1“人工节流”和V2“将燃烧重心经由消耗最佳点向早期移动”可以以任何形式相互组合。为了获得最小化的或最小的水率作为最佳值，需要在应用范围中确定详细的数据。

Claims (21)

1.一种用于运行通过增压器(31)增压的外燃式的燃烧机(10)的方法，所述燃烧机具有燃烧室(22)、驱动轴(28)和排气系统(13)，在所述燃烧室中进行燃烧，其中在一个步骤中：
-所述燃烧机(10)在所述驱动轴(28)的转速(n28；n28P)下在如下工作点(P0)中运行，在所述工作点设置燃烧室(22)中的空气比(Lambda)，其中在所述工作点(P0)中设置转矩(M28,0)，所述转矩刚好还借助化学计量的空气比(Lambda)实现，并且同时刚好还遵守所述排气系统(13)的最大允许温度(Tzul,max)，而没有将水输送给所述燃烧室(22)，
-其中所述增压器(31)在所述工作点(P0)中以所述增压器的尽可能低的功率运行，
-其中采取措施以降低所述排气系统(13)中的温度(T13)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一步骤(S1)中，增加所述增压器(31)的功率，并且由此增加所述增压器(31)和节流阀(72)之间的进气管(69)中的压力(p69,1)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(S2)中，通过增加在所述增压器(31)和所述节流阀(72)之间的所述进气管(69)中的压力(p69,1)，来同样增加所述节流阀(72)和进入燃烧室(22)中的入口之间的所述进气管(69)中的压力(p69,2)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(S3)中，降低在所述节流阀(72)和进入燃烧室(22)中的入口之间的所述进气管(69)中的压力(p69,2)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，增加所述节流阀(72)的流动阻力，以降低所述节流阀(72)和进入所述燃烧室(22)中的所述入口之间的所述进气管(69)中的压力(p69,2)。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，依次重复所述步骤(S1；S2；S3)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，凸轮轴(30)在一个实施方案中被用作米勒凸轮轴，通过所述米勒凸轮轴，在所述节流阀(72)和进入所述燃烧室(22)中的所述入口之间的所述进气管(69)中的增加的压力(p69,2)通过调节所述凸轮轴(30)来节流。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过所述凸轮轴(30)，进入所述燃烧室(22)中的所述入口比在较低压力(p69,2)的情况下更早地关闭。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，通过所述凸轮轴(30)减小入口阀的行程。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，凸轮轴(30)在一个实施方案中被用作阿特金森凸轮轴，通过所述阿特金森凸轮轴，在所述节流阀(72)和进入所述燃烧室(22)中的所述入口之间的所述进气管(69)中的增加的压力(p69,2)通过调节所述凸轮轴(30)来节流。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过所述凸轮轴(30)，进入所述燃烧室(22)中的所述入口比在较低压力(p69,2)的情况下更晚地关闭。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，通过所述凸轮轴(30)减小入口阀的行程。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，以电机(75)经由所述增压器(31)的轴(38)增加所述增压器(31)的流动阻力的方式，使得所述增压器(31)被电辅助，以便以所述电机(75)作为发电机运行的方式从排气中通过回收提取能量。
14.根据权利要求2至13中任一项所述的方法，其特征在于，当在所述排气系统(13)中在没有输送水的情况下无法遵守最大允许温度(Tmax,zul)时，在步骤(S4)中将水注入所述燃烧室(22)中。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(S10)中，移动所述燃烧室(22)中的燃烧重心。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，步骤(S11)，所述燃烧重心比效率最佳重心向早期移动。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在所述燃烧重心移动的情况下，在步骤(S12)中，通过将水注入所述燃烧室(22)中来影响所述燃烧室(22)中的燃烧过程。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法与根据权利要求2至12中任一项所述的方法组合。
19.一种计算机程序，被设计用于执行根据权利要求1至18中任一项所述的方法的所有步骤。
20.一种机器可读存储介质，在所述机器可读存储介质上存储有根据权利要求19所述的计算机程序。
21.一种控制设备，被设计用于执行根据权利要求1至18中任一项所述的方法的所有步骤。
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