CN116940751A - 具有点火塞和预燃室点火塞的内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机，其包括：至少一个气缸(10)；对于每个气缸(10)两个换气开口(4)，其中，第一换气开口(4)是进入开口(41)，并且其中，第二换气开口(4)是排出开口(42)；以及对于每个气缸(10)各一个点火塞(2)和一个预燃室点火塞(3)。

Description

具有点火塞和预燃室点火塞的内燃机

技术领域

本发明涉及一种具有点火塞和预燃室点火塞的内燃机以及一种用于运行内燃机的方法。

背景技术

从现有技术中已知具有预燃室点火塞的内燃机。如对于传统点火塞已知，预燃室点火塞包括布置在壳体中的中间电极和接地电极，该中间电极和该接地电极限定点火间隙，以该点火间隙点燃空气-燃料混合物。随后，该点燃的空气-燃料混合物通过位于预燃室点火塞的燃烧室侧端部处的塞帽中的开口被导入到内燃机的燃烧室中，其中，发生用于活塞冲程的空气-燃料混合物的实际燃烧。例如DE 10 2019 205 478 A1示出了这样的预燃室点火塞。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的内燃机的特征在于改进的运行方式，该运行方式允许在低爆震倾向的情况下的特别高的效率以及在任意运行状态下的可靠运行。根据本发明，这通过一种内燃机来实现，该内燃机包括至少一个气缸，并且该内燃机对于每个气缸包括点火塞和预燃室点火塞。此外，该内燃机对于每个气缸包括两个换气开口。在此，第一换气开口是进入开口，并且第二换气开口是排出开口。

在此，“点火塞”被视为常规的点火塞、尤其是具有暴露的电极的点火塞，其设立为用于借助至少两个电极之间的电点火火花来点燃燃料-空气混合物。特别优选地，点火塞具有直的中间电极和至少一个钩形的端电极或顶部电极。尤其是，这样的点火塞替代地也能被称为“火花点火塞(Funkenzündkerze)”。替代地，点火塞也可使用激光设备作为“点火塞”，该激光设备设立为用于借助激光辐射来点燃燃料-空气混合物。

“预燃室点火塞”被视为一种具有构造在塞帽内的预燃室的结构，该结构经由塞帽中的贯通开口与内燃机的燃烧室流体连接。由此，能够实现气体从预燃室穿过塞帽进入到燃烧室中，反之亦然。优选，在预燃室点火塞的轴向方向上观察，塞帽布置在预燃室点火塞的壳体的燃烧室侧端部上。在此，塞帽、壳体和预燃室形成预燃室点火塞的整体式组成部分。尤其是，预燃室因此位于预燃室点火塞内。在此，在预燃室内借助电极点燃位于其中的燃料-空气混合物，其中，火舌射流由此穿过塞帽的贯穿开口并且点燃燃烧室中的燃料-空气混合物。也就是说，燃烧室中的燃料-空气混合物的实际点燃借助由预燃室点火塞产生的火舌射流来实现火舌点火塞。优选，在此可将预燃室点火塞视为整体式构件，该整体式构件能紧固在内燃机的气缸盖中。优选，该紧固在此实现成使得在最终位置中塞帽中的贯通开口以预限定的方式取向，以便在运行时产生尤其是有针对性地取向的火舌射流。例如，预燃室点火塞能够构造成使得该预燃室点火塞能拧入到气缸盖的标准螺纹中，该标准螺纹能接收常见的点火塞。

在此，常见的点火塞和预燃室点火塞的组合提供了内燃机的特别灵活、高效且可靠的运行方式的优点。由此，在任意运行状态下(例如冷启动、催化转化器加热阶段、部分负载、满负载等)，能够始终最佳且可靠地点燃燃烧室中的燃料-空气混合物。优选，内燃机的运行能够设计成使得预燃室点火塞在最大可能的运行范围内用作单独的点火可能性，以便尤其是在高负载下实现有效的爆震减少和低的燃料消耗。在此，点火塞可以在预燃室点火塞的运行是不利的或不可能的运行范围内(例如在冷启动时)附加地或单独地运行，以便在这些范围内也实现可靠的点火。由此得到另一优点：预燃室点火塞可以特定地为了尽可能高效的运行、例如针对内燃机的确定运行点进行优化，其中，在其他运行点中的效率下降可以被忽略或被接受，因为在这些运行点中例如能够单独或附加地使用点火塞进行点火。此外，通过能对于不同运行范围始终最佳匹配的点火，可以避免内燃机的损坏(例如由于爆震、点火中断或燃烧不良而造成的损坏)并且因此可以实现内燃机的特别长的使用寿命。

从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。

优选，点火塞和/或预燃室点火塞布置在气缸的燃烧室的燃烧室顶部上。尤其是，燃烧室顶部形成燃烧室的沿着活塞的行程方向在上方的端部。优选，燃烧室顶部是内燃机的气缸盖的一部分。优选，预燃室点火塞和点火塞伸入到燃烧室中。优选，预燃室点火塞的塞帽和点火塞的电极在此伸入到燃烧室中。替代地，预燃室点火塞的和点火塞的燃烧室侧端部也能够布置在相应的塞孔中，在该塞孔中布置有相应的预燃室点火塞或点火塞。

特别优选地，换气开口布置在燃烧室顶部中。燃烧室顶部在此通过第一剖切平面被划分成两个顶部区域，使得该剖切平面位于所述两个换气开口的中心点上，并且尤其是平行于活塞的活塞方向。在此，点火塞和预燃室点火塞布置在同一个顶部区域内。由此，燃烧室中的混合物形成能够特别有针对性地局部地匹配于点火塞和预燃室点火塞所在的顶部区域，以便获得最佳的点燃。替代地，点火塞和预燃室点火塞布置在不同的顶部区域内。由此，能够特别有利地充分利用顶部区域上的自由空间，并且例如能够将其用于另外的构件、例如喷射器。

优选，燃烧室顶部通过垂直于第一剖切平面的第二剖切平面被划分，其中，第二剖切平面布置成使得进入开口和排出开口位于第二剖切平面的不同侧。特别优选地，第二剖切平面垂直于两个换气开口的中心点的连接线，并且优选地处在换气开口的相应的外边缘之间。在此，点火塞和/或预燃室点火塞(尤其是基本上)布置在第二剖切平面上。通过这样的方位能够实现，点火塞和/或预燃室点火塞可以布置得特别靠近燃烧室顶部的中心点，这对燃烧室中的最佳点燃和均匀点火产生有利的影响。

特别优选地，预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近进入开口，以便能够实现特别好且直接地供应新鲜空气、尤其是给预燃室点火塞的预燃室供应新鲜空气。替代地，预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近排出开口，使得(换句话说)点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近进入开口。在这种情况下，能够实现对点火塞的特别有效的新鲜空气供应，以便在其运行时获得最佳点燃。

优选，预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近气缸的侧壁。尤其是，预燃室点火塞在此侧向地布置在燃烧室顶部上。由此，能够为点火塞和例如另外的构件在燃烧室中心的区域中提供更多空间。优选，预燃室点火塞在这种情况下构造成使得借助预燃室点火塞使在点燃时产生的火舌射流在朝向燃烧室中心的方向上取向。替代地，点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近气缸的侧壁。在这种情况下，在燃烧室顶部中心的区域中有更多空间可用于预燃室点火塞，以便实现预燃室点火塞的运行的高效率。在此，侧壁被视为气缸的基本上柱形的侧表面，该侧表面也能称为活塞的工作面。

进一步优选，预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近燃烧室顶部的中心点。由此，能够以简单的方式借助所产生的火舌射流实现对燃烧室的特别均匀的穿过，用于燃料-空气混合物的均匀点燃。替代地优选，点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近燃烧室顶部的中心点，以便在点火塞运行时实现特别有效且均匀的点火。

优选，点火塞和/或预燃室点火塞布置在燃烧室顶部的中心点区域内。在此，中心点区域被限定为具有围绕燃烧室顶部的中心点的预限定的半径的圆形区域。优选，该预限定的半径为气缸半径的最大50％。特别优选地，点火塞和/或预燃室点火塞根据换气开口的方位而布置得尽可能靠近燃烧室顶部的中心点，从而能够实现尽可能均质的、从燃烧室的中心区域开始的点火。

优选，内燃机还包括燃烧室燃料喷射器，该燃烧室燃料喷射器设立为用于将燃料、尤其是液态燃料或气态燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。

优选，燃烧室燃料喷射器布置在气缸的燃烧室的燃烧室顶部上。尤其是，燃烧室燃料喷射器因此位于预燃室点火塞和/或点火塞附近，以便为了均匀的点火产生均匀的、最佳地匹配于预燃室点火塞和/或点火塞的方位的燃料-空气混合物。

优选，换气开口布置在燃烧室顶部中，其中，燃烧室顶部通过第一剖切平面被划分成两个顶部区域，使得第一剖切平面位于两个换气开口的中心点上，并且其中，燃烧室燃料喷射器和点火塞布置在同一个顶部区域内。由此能够实现燃烧室燃料喷射器与点火塞之间在空间上的邻近，以便在点火塞运行时提供高效率。替代地或附加地，燃烧室燃料喷射器和预燃室点火塞布置在同一个顶部区域内。在这种情况下，预燃室点火塞和燃烧室燃料喷射器能够特别彼此邻近地布置在燃烧室顶部上，以便在预燃室点火塞运行期间实现特别高的效率。

特别优选地，燃烧室顶部通过垂直于第一剖切平面的第二剖切平面被划分，使得进入开口和排出开口分别位于第二剖切平面的一侧。优选，第二剖切平面在此关于两个换气开口中的每个换气开口相切地布置。燃烧室燃料喷射器在此布置在第二剖切平面上。由此，燃烧室燃料喷射器能够布置成特别靠近燃烧室顶部的中心点，以便实现燃烧室中的尽可能均匀的燃料分布并且因而实现均匀且高效的燃烧。

优选，燃烧室燃料喷射器布置在具有围绕燃烧室顶部的中心点的预限定的最大半径的中心点区域内。特别优选地，中心点区域的最大半径为气缸半径的50％。通过将燃烧室燃料喷射器尽可能布置在中央，能够实现燃烧室中的均匀的燃料分布以及均匀且高效的燃烧。

优选，燃烧室燃料喷射器与气缸的侧壁之间的间距为气缸半径的最大30％、特别优选地最大15％。换句话说，燃烧室燃料喷射器靠近侧壁地布置，即不是在中央、而是侧向地布置在燃烧室顶部上。优选，燃烧室燃料喷射器在这种情况下倾斜地取向，使得待喷射的燃料的喷射方向在朝向燃烧室中心的方向上取向。通过燃烧室燃料喷射器的侧向布置，能够实现在燃烧室顶部上的特别节省空间的布置，由此尤其是在燃烧室顶部的中央区域中有更多的空间可用于布置点火塞和/或预燃室点火塞。

特别优选地，预燃室点火塞布置得比点火塞更靠近燃烧室燃料喷射器。燃烧室燃料喷射器和预燃室点火塞彼此邻近的这种布置对预燃室点火塞的高效且可靠的运行产生特别有利的影响。燃烧室燃料喷射器与预燃室点火塞之间的邻近实现了预燃室点火塞的预燃室的改进的扫气和混合物供应。

替代地优选，点火塞布置得比预燃室点火塞更靠近燃烧室燃料喷射器。在这种情况下，能够在点火塞的区域中提供特别良好的混合物供应。燃烧室燃料喷射器和点火塞彼此邻近的这种布置例如允许内燃机在催化转化器加热期间特别稳健地运行。

优选，燃烧室燃料喷射器和预燃室点火塞以如下间距布置，该间距为气缸的气缸半径的最大50％、尤其是最大30％、优选最大10％。

进一步优选，燃烧室燃料喷射器和点火塞以如下间距布置，该间距为气缸的气缸半径的最大50％、尤其是最大30％、优选最大10％。

特别优选地，燃烧室燃料喷射器的喷射方向(即燃料基本上沿着其喷射的方向)在朝向预燃室点火塞的方向上取向，尤其是朝着预燃室点火塞的塞帽取向。由此，能够实现预燃室点火塞的预燃室的特别良好的扫气和混合物供应。替代地优选，喷射方向基本上在朝向点火塞的方向上取向。

优选，内燃机还包括进气管燃料喷射器，该进气管燃料喷射器设立为用于将燃料喷射到内燃机的进气管中。尤其是，进气管借助进入开口通到燃烧室中。有利地，替代于布置在燃烧室上的直接进行喷射的燃烧室燃料喷射器，设置有进气管燃料喷射器。由此，在燃烧室顶部上并且尤其是在气缸盖中有特别多的空间可用于点火塞和预燃室点火塞，用于相应的最佳布置和取向。

此外，本发明涉及一种用于运行内燃机的方法，该内燃机具有至少一个气缸并且对于每个气缸具有两个换气开口、点火塞以及预燃室点火塞。在此，运行点火塞和/或预燃室点火塞，以便点燃气缸的燃烧室内的燃料-空气混合物。也就是说，在内燃机运行期间，既能够实现预燃室点火塞和点火塞的同时运行，也能够替代地单独实现点火塞或预燃室点火塞的运行，以便点燃气缸的燃烧室中的燃料-空气混合物。由此，能够实现内燃机的特别灵活且高效的运行。

优选，在内燃机在高负载下运行期间，尤其是在停用点火塞的同时，单独运行预燃室点火塞。优选，高负载被视为在扭矩为内燃机的额定扭矩的至少20％、优选至少50％、特别优选地至少80％的情况下的运行。优选，这个扭矩阈值可以取决于内燃机的转速或者另外的特性因数，例如λ值、阀的控制时间、发动机温度等。通过在高负载下单独运行预燃室点火塞，能够实现特别高效的运行以及内燃机的爆震倾向的有效降低。

进一步优选，在内燃机在低负载下运行期间，尤其是在停用预燃室点火塞的同时，单独运行点火塞。优选，低负载被视为在扭矩小于内燃机的额定扭矩的80％、优选小于额定扭矩的50％、特别优选小于额定扭矩的20％的情况下的运行。由此，在低负载时也能够借助点火塞实现可靠的点火。

特别优选地，在催化转化器加热阶段期间、尤其是在内燃机冷启动之后运行点火塞。优选，在催化转化器加热阶段期间，尤其是在停用预燃室点火塞的同时，进行点火塞的单独运行。由此，在冷启动之后(例如还不存在用于运行预燃室点火塞的最佳条件)能够确保燃料-空气混合物借助点火塞的可靠且最佳的点火。

优选，在内燃机的低的发动机温度下，例如在发动机温度为最大323K、尤其最大303、特别优选地最大293K的情况下，单独运行点火塞。作为发动机温度能够例如求取内燃机的冷却剂的温度，以便获得特别简单的确定。替代地，在这样的低温的情况下，也能够同时实现点火塞和预燃室点火塞的组合式运行。

优选，尤其是在内燃机的单个工作循环内，以不同的、尤其是彼此独立的点火时间点来运行点火塞和预燃室点火塞。例如，优选在高负载下，能够仅在排气冲程期间运行点火塞，其中，优选仅使用预燃室点火塞来点燃燃料-空气混合物。由此，视内燃机的运行状态而定，能够分别实现最佳、完全且高效的燃烧。

特别优选地，至少在具有至少为1的λ值的部分运行范围内运行内燃机。特别优选地，在该部分运行范围内运行预燃室点火塞。优选，在该部分运行范围内能够停用点火塞。然而，替代地，也能够进行点火塞和预燃室点火塞的组合式运行。在另一个替代构型中，在该部分运行范围内，即在停用预燃室点火塞的同时，能够单独运行点火塞。特别优选地，所述λ值在内燃机的至少一个部分运行范围内为至少1.05。也就是说，在这种情况下，在该部分运行范围内以稀薄的燃料-空气混合物运行内燃机。优选，在稀薄运行期间，运行预燃室点火塞和/或点火塞。由此，能够实现特别节省燃料的运行，其中，尤其是通过预燃室点火塞能够在低爆震倾向的情况下实现燃料-空气混合物的可靠的点燃。

附图说明

下面参考所附的附图详细地描述本发明的实施例。在附图中示出：

图1根据本发明的第一实施例的内燃机的剖视图，

图2图1的内燃机的不同优选配置的简化的示意性详细视图，

图3图1的内燃机的另外的优选配置的简化的示意性详细视图，

图4根据本发明的第二实施例的内燃机的剖视图，以及

图5图4的内燃机的不同优选配置的简化的示意性详细视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的第一实施例的内燃机1的简化的剖视图。内燃机1包括多个气缸10，其中，在图1中仅示出气缸10之一。气缸10具有燃烧室5，该燃烧室在其上端部处由燃烧室顶部50限界。燃烧室顶部50由内燃机1的气缸盖15形成。燃烧室顶部50优选是锥形的或构造成向上逐渐变细，其中，顶部尖端尤其是形成在燃烧室顶部50的中心点54(参见图2)处。中心点54在此居中地尤其是位于优选圆形的气缸10的中央轴线13上。

内燃机1对于每个气缸10包括两个换气开口4。第一换气开口4在此形成进入开口41，新鲜空气能经由该进入开口从进气管70(参见图4)流入燃烧室5中，并且第二换气开口4是排出开口42，废气能在燃烧后经由该排出开口从燃烧室5流出到排气管18(参见图4)中。

此外，内燃机1对于每个气缸10包括燃烧室燃料喷射器6，该燃烧室燃料喷射器设立为用于将液态燃料或气态燃料直接喷射到燃烧室5中。燃烧室燃料喷射器在此略微伸入到燃烧室5中。替代地，燃烧室燃料喷射器6也可以缩回地布置在喷射器孔60内部，该燃烧室燃料喷射器布置在该喷射器孔中。

此外，内燃机对于每个气缸10包括点火塞2和预燃室点火塞3。

点火塞2是常见的点火塞，其设立为用于借助电火花来点燃位于燃烧室5中的燃料-空气混合物。为此，点火塞2能够具有中间电极21和侧向的、钩形的端电极22，该端电极尤其形成接地电极。点火火花能够在两个电极21、22之间产生。点火塞2可如在图1中所示地那样布置在气缸盖15内的钻孔20中，其中，钻孔20通到燃烧室5中。替代地，点火塞2也能伸入到燃烧室5中。

预燃室点火塞3具有塞帽32，该塞帽布置在预燃室点火塞3的壳体32b的轴向端部上。在此，塞帽32形成预燃室点火塞3内的预燃室32a，其中，预燃室32a经由(未示出的)贯通开口与燃烧室5连接，该贯通开口穿过塞帽32。借助电极31，燃料-空气混合物能在预燃室32a内被点燃，使得多个、优选四个(尤其是呈火焰形式的)火舌射流(参见图2、图3或图5；示意性地示出为棒状的、从预燃室点火塞3发出的射流)穿过贯通开口传播到燃烧室5中，以便点燃那里的燃料-空气混合物。预燃室点火塞3被拧入到气缸盖15中的钻孔33中。在此，预燃室点火塞3被拧入成使得塞帽32伸入到燃烧室5中。

预燃室点火塞3在此被优化用于内燃机1在高负载下的运行，并且同时内燃机1以化学计量的或稀薄的燃料-空气混合物运行。通过预燃室点火塞3的特定的点火方式，燃料-空气混合物在此能够可靠地且在内燃机1爆震倾向低的情况下被点燃。由此，能够实现内燃机1的特别节省燃料的运行，而没有因爆震而损坏的风险。

点火塞2尤其是在冷启动之后、在催化转化器加热运行期间且在低负载下运行，以便在这些运行范围内也能够实现可靠地点燃燃烧室5中的燃料-空气混合物。

在图2和图3中，简化地、示意性地示出燃烧室燃料喷射器6、点火塞2和预燃室点火塞3在燃烧室顶部50上的布置的多个优选的变型方案，所述变型方案将在下文中进行描述。在此，分别示出燃烧室顶部50沿着活塞方向的俯视图，内燃机1的(未示出的)活塞能沿着该活塞方向运动。活塞方向平行于气缸10的中央轴线12。

如在图2和图3中可见，进入开口41具有比排出开口42更大的横截面。替代地，进入开口41和排出开口42也可以具有相同的横截面，或者进一步替代地，排出开口42可以具有比进入开口41更大的横截面。进入开口41和排出开口42分别构造成圆形的，并且内接到燃烧室顶部50中，使得提供了用于换气的最大总横截面。替代地，换气开口4也可以更小。

为了简化地描述元件在燃烧室顶部50上的方位，绘出两个彼此垂直的且与活塞方向平行的剖切平面51、52。第一剖切平面51在此布置成将燃烧室顶部50划分成两个顶部区域55、56，其中，第一剖切平面51位于换气开口4的相应的中心点45上。尤其是，第一剖切平面51也能被视为燃烧室顶部50的对称平面。第二剖切平面52布置成使得两个换气开口4之一分别位于第二剖切平面52的一侧。尤其是，第二剖切平面52与这两个换气开口4相切地布置并且布置在这些换气开口之间。

图2示出所述构件在燃烧室顶部50中的布置的变型方案，其中，燃烧室燃料喷射器6在中央方位。在此，将布置在中心点区域53内视为中央方位，该中心点区域以气缸半径12的50％为半径53a围绕燃烧室顶部50的中心点54圆形地构造。通过燃烧室燃料喷射器6的中央方位能够实现所喷射的燃料喷雾在燃烧室5中的特别均匀的分布。

在图2中示出的所有变型方案中，燃烧室燃料喷射器6均位于第一顶部区域55中。

图2(a)示出点火塞2在第一顶部区域55中并且预燃室点火塞3在第二顶部区域56中的布置。由此，将点火塞2与燃烧室燃料喷射器6之间的间距26保持为最小。在此，燃烧室燃料喷射器6与燃烧室顶部50的中心点54之间的间距66大于点火塞2与中心点54之间的间距25。由此，能够实现借助点火塞2尽可能居中地点燃燃料-空气混合物，从而能够实现燃烧室5中的特别均匀的点火。在此，预燃室点火塞3以间距35距离中心点54布置，该间距大于点火塞2与中心点54的间距25。此外，预燃室点火塞3靠近气缸10的侧壁11布置，其中，预燃室点火塞3与侧壁11之间的最小间距37小于与中心点54的间距35。预燃室点火塞3在此构造和布置成使得在其运行时所产生的火舌射流30基本上在朝向第一顶部区域55的方向上取向。图2(a)的布置由于燃烧室燃料喷射器6和点火塞2邻近而提供了内燃机1在点火塞2运行时的特别高效的运行方式，因为所产生的喷雾能够特别有针对性且可靠地通过点火塞2被点燃。

图2(b)示出一种布置，其中，除了预燃室点火塞3之外，点火塞2也布置在第二顶部区域56中。在此，点火塞2与进入开口41之间的间距34大于预燃室点火塞3与进入开口41之间的间距24。在这种配置中，在第一顶部区域55中有特别多的空间可用于燃烧室燃料喷射器6的最佳布置。

图2(c)示出类似于图2(a)的布置，其中，点火塞2和预燃室点火塞3互换地布置，也就是说，预燃室点火塞3以最小间距36距离燃烧室燃料喷射器6布置。由此得到这种优点：能够通过紧邻燃烧室燃料喷射器6而实现预燃室点火塞3的更好的扫气和混合物供应。在这种情况下，特别有利的是，燃烧室燃料喷射器的喷射方向直接朝着预燃室点火塞3取向。此外，预燃室点火塞3在此尽可能在中央布置成与燃烧室顶部50的中心点54具有最小间距35，由此能够实现借助火舌射流30尽可能均匀地穿过燃烧室5并且因而能够实现特别均匀的点火。

图3示出变型方案，其中，燃烧室燃料喷射器6位于第二顶部区域56中。在此，燃烧室燃料喷射器6侧向地、以小的间距61距离侧壁11布置。通过燃烧室燃料喷射器6的侧向布置，在此在燃烧室顶部50的靠近中心点54的中央区域中有更多空间可用于点火塞2和预燃室点火塞3，使得该点火塞和该预燃室点火塞两者能够为了改进的均匀点火尽可能布置在中央。

在图3(a)中，在此示出一种变型方案，其中，预燃室点火塞3以特别小的间距36距离燃烧室燃料喷射器6布置。点火塞2在此布置在对置的第一顶部区域55中并且以明显大于间距36的间距27距离燃烧室燃料喷射器6布置。

图3(b)示出一种变型方案，其中，点火塞2也布置在第二顶部区域中。由此，点火塞2和预燃室点火塞3也能够布置成特别靠近喷射器，由此在点火塞2运行时且在预燃室点火塞3运行时均实现了可靠的、稳健的点燃。在此示出，点火塞2以间距26距离燃烧室燃料喷射器6布置，该间距小于预燃室点火塞3与燃烧室燃料喷射器的间距36。替代地，点火塞2和预燃室点火塞3优选也能够互换地布置。

图3(c)示出类似于图3(a)的变型方案，其中，点火塞2和预燃室点火塞3互换地布置。也就是说，点火塞2靠近喷射器，而预燃室点火塞3远离喷射器。预燃室点火塞3与燃烧室顶部50的中心点54的间距35在此小于点火塞2与中心点54的间距25。

图3(d)示出一种变型方案，其中，点火塞2和预燃室点火塞3布置在第一顶部区域55中并且因此远离喷射器。预燃室点火塞3在此以间距35距离燃烧室顶部50的中心点54布置，该间距小于点火塞2与中心点54的间距。

在图4中示出根据本发明的第二实施例的内燃机1的剖视图。第二实施例基本上相应于图1至图3的第一实施例，区别在于，代替布置在燃烧室顶部50中的且直接进行喷射的燃烧室燃料喷射器6，设置有进气管燃料喷射器7。进气管燃料喷射器7布置在气缸盖15中和进气管70处并且设立为用于将液态燃料或气态燃料喷射到进气管70中。在此，进气管7在进入开口41处通到燃烧室5中并且因此将燃料-空气混合物引导到燃烧室5中。

图5示出点火塞2和预燃室点火塞3在图4的第二实施例的内燃机1的燃烧室顶部50上的布置的变型方案。由于在第二实施例中没有燃料喷射器布置在燃烧室顶部50上，因此有利地更多的空间可用于点火塞2和预燃室点火塞3，使得该点火塞和该预燃室点火塞两者能够为了最佳的均匀点火比较居中地(如尤其在图5(a)和(b)的变型方案中那样)且特别灵活地布置。

图5(a)在此示出一个变型方案，其中，点火塞2布置在第一顶部区域55中，而预燃室点火塞3布置在第二顶部区域56中。在此，点火塞2与燃烧室顶部50的中心点54的间距25小于预燃室点火塞3与燃烧室顶部的中心点的间距35。点火塞2和预燃室点火塞3在此能够布置得特别靠近进入开口41，由此能够分别实现最佳地点燃在那里流入燃烧室5中的燃料-空气混合物。

图5(b)的变型方案示出点火塞2和预燃室点火塞3的颠倒的布置，也就是使得预燃室点火塞3布置成更靠近燃烧室顶部50的中心点54。

图5(c)示出一个变型方案，其中，点火塞2和预燃室点火塞3布置在第二顶部区域56中。在此，预燃室点火塞3与中心点54之间的间距35小于点火塞2与中心点54之间的间距25。

图5(d)示出点火塞2和预燃室点火塞3处在第一顶部区域中的变型方案，其中，与中心点54的间距25、35分别如在图5(c)中那样按比例地构造。

应注意，所援引的所有间距均应分别被视为最小间距。也就是说，例如“点火塞与燃烧室顶部的中心点之间的间距”被视为点火塞的外周(尤其是基本上在燃烧室顶部的平面中)到燃烧室顶部的中心点的最小距离。

Claims (22)

1.一种内燃机，其包括：

-至少一个气缸(10)；

-对于每个气缸(10)两个换气开口(4)，其中，第一换气开口(4)是进入开口(41)，并且其中，第二换气开口(4)是排出开口(42)；和

-对于每个气缸(10)各一个点火塞(2)和一个预燃室点火塞(3)。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述点火塞(2)和/或所述预燃室点火塞(3)布置在所述气缸(10)的燃烧室(5)的燃烧室顶部(50)上。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机，

-其中，所述换气开口(4)布置在所述燃烧室顶部(50)中，

-其中，所述燃烧室顶部(50)通过第一剖切平面(51)被划分成两个顶部区域(55、56)，使得该剖切平面(51)位于所述两个换气开口(4)的中心点(45)上，

-其中，所述点火塞(2)和所述预燃室点火塞(3)布置在同一个顶部区域(55、56)内，或者

-其中，所述点火塞(2)和所述预燃室点火塞(3)布置在不同的顶部区域(55、56)内。

4.根据权利要求3所述的内燃机，

其中，所述燃烧室顶部(50)通过垂直于所述第一剖切平面(51)的第二剖切平面(52)被划分，使得所述进入开口(41)和所述排出开口(42)位于所述第二剖切平面(52)的不同侧，并且

其中，所述点火塞(2)和/或所述预燃室点火塞(3)布置在所述第二剖切平面(52)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其中，所述预燃室点火塞(3)布置得比所述点火塞(2)更靠近所述进入开口(41)或更靠近所述排出开口(42)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其中，所述预燃室点火塞(3)布置得比所述点火塞(2)更靠近所述气缸(10)的侧壁(11)，或者

其中，所述点火塞(2)布置得比所述预燃室点火塞(3)更靠近所述气缸(10)的侧壁(11)。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的内燃机，其中，所述预燃室点火塞(3)布置得比所述点火塞(2)更靠近所述燃烧室顶部(50)的中心点(54)，或者

其中，所述点火塞(2)布置得比所述预燃室点火塞(3)更靠近所述燃烧室顶部(50)的中心点(54)。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的内燃机，其中，所述点火塞(2)和/或所述预燃室点火塞(3)布置在所述燃烧室顶部(50)的中心点区域(53)内，所述中心点区域具有围绕所述燃烧室顶部(50)的中心点(54)的预限定的半径(53a)，所述预限定的半径尤其为所述气缸(10)的气缸半径(12)的最大60％。

9.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，所述内燃机还包括燃烧室燃料喷射器(6)，所述燃烧室燃料喷射器设立为用于将燃料直接喷射到所述燃烧室(5)中。

10.根据权利要求9所述的内燃机，其中，所述燃烧室燃料喷射器(6)布置在所述燃烧室顶部(50)上。

11.根据权利要求10所述的内燃机，

-其中，所述换气开口(4)布置在所述燃烧室顶部(50)中，

-其中，所述燃烧室顶部(50)通过第一剖切平面(51)被划分成两个顶部区域(55、56)，使得该剖切平面(51)位于所述两个换气开口(4)的中心点(45)上，并且

-其中，所述燃烧室燃料喷射器(6)和所述点火塞(2)和/或所述燃烧室燃料喷射器(6)和所述预燃室点火塞(3)布置在同一个顶部区域(55、56)内。

12.根据权利要求11所述的内燃机，

其中，所述燃烧室顶部(50)通过垂直于所述第一剖切平面(51)的第二剖切平面(52)被划分，使得所述进入开口(41)和所述排出开口(42)位于所述第二剖切平面(52)的不同侧，并且

其中，所述燃烧室燃料喷射器(6)布置在所述第二剖切平面(52)上。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的内燃机，其中，所述燃烧室燃料喷射器(6)布置在中心点区域(53)内，该中心点区域具有围绕所述燃烧室顶部(50)的中心点(54)的预限定的最大半径(52)，所述最大半径尤其为所述气缸半径(12)的50％。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的内燃机，其中，所述预燃室点火塞(3)布置得比所述点火塞(2)更靠近所述燃烧室燃料喷射器(6)，或者，

其中，所述点火塞(2)布置得比所述预燃室点火塞(3)更靠近所述燃烧室燃料喷射器(6)。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的内燃机，其中，所述燃烧室燃料喷射器(6)的喷射方向(65)在朝向所述点火塞(2)或所述预燃室点火塞(3)的方向上取向。

16.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，所述内燃机还包括进气管燃料喷射器(7)，所述进气管燃料喷射器(7)设立为用于将燃料喷射到所述内燃机(1)的进气管(70)中。

17.一种用于运行具有至少一个气缸(10)的内燃机(1)的方法，其中，所述内燃机(1)对于每个气缸(10)具有两个换气开口(4)以及点火塞(2)和预燃室点火塞(3)，并且其中，运行所述点火塞(2)和/或所述预燃室点火塞(3)，以便点燃所述气缸(10)的燃烧室(5)内的燃料-空气混合物。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述内燃机(1)在高负载下运行期间，尤其是在扭矩为所述内燃机(1)的额定扭矩的至少20％、优选至少50％、特别优选至少80％的情况下，单独运行所述预燃室点火塞(3)。

19.根据权利要求17或18中任一项所述的方法，其中，在所述内燃机(1)在低负载下运行期间，尤其是在扭矩小于所述内燃机(1)的额定扭矩的80％、优选小于所述额定扭矩的50％、特别优选小于所述额定扭矩的20％的情况下，单独运行所述点火塞(2)。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中，在催化转化器加热阶段期间，尤其是在所述内燃机(1)冷启动之后，和/或在低的发动机温度下，运行所述点火塞(2)。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中，以不同的、尤其是彼此独立的点火时间点来运行所述点火塞(2)和所述预燃室点火塞(3)。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其中，尤其是在所述点火塞(2)和/或所述预燃室点火塞(3)运行期间，至少在具有至少为1的λ值的部分运行范围内运行所述内燃机(1)。