用于机动车的内燃机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车的内燃机(1)，带有包括燃烧室(3)的至少一个汽缸(2)，带有新鲜空气供给装置(4)，用于将新鲜空气(6)供给到燃烧室(3)中，带有废气排出装置(5)，用于将在燃烧室(3)内产生的废气(7)排出，带有废气再循环装置(8)，其与新鲜空气供给装置(4)和废气排出装置(5)流体连通，带有热交换器(40)，布置在废气再循环装置(8)中，该热交换器包括至少一个第一流体路径(42a)，待再循环的废气(7)流过该第一流体路径，并且该热交换器包括至少一个第二流体路径(42b)，燃料(15)流过与第一流体路径(42a)流体分离的第二流体路径，其中，热交换器(40)的该至少一个第二流体路径(42b)与内燃机的至少一个燃料喷射器(30)流体连通，用于将具有较高爆震数的燃料(15)引入到该至少一个燃烧室(3)中。

An internal combustion engine for motor vehicles

The invention relates to an internal combustion engine (1) for a motor vehicle, with at least one cylinder (2) including a combustor (3), with a fresh air supply device (4), for supplying fresh air (6) to the combustor (3), with an exhaust ejection device (5), used to discharge a waste gas (7) produced in a combustion chamber (3) with a waste gas recirculation. A device (8) is connected with a fresh air supply device (4) and an exhaust discharge device (5), with a heat exchanger (40), arranged in an exhaust recirculation device (8), which includes at least one first fluid path (42a), and the waste gas (7) to be recirculated through the first fluid path, and the heat exchanger includes at least one. A second fluid path (42b), the fuel (15) flows through the second fluid path separating the first fluid path (42a) fluid, in which the at least one second fluid path (42b) of the heat exchanger (40) is connected with at least one fuel ejector (30) of the internal combustion engine, and is used to introduce at least one of the fuel (15) with a high detonation number. In a combustor (3).

【技术实现步骤摘要】
用于机动车的内燃机
本专利技术涉及一种用于机动车的内燃机和具有这种内燃机的机动车。
技术介绍
传统的内燃机通常配备有废气再循环装置，用于减少在火花点火式发动机以及柴油发动机中的燃料燃烧期间产生的氮氧化物的排放。在引入内燃机的燃烧室内的燃料-空气混合物的燃烧期间，所用燃料的烃分子被氧化。引入燃烧室内的氧在过程中几乎或甚至完全被消耗，使得废气中几乎不再存在氧分子。现在，当废气与引入燃烧室内的新鲜空气混合时，新鲜空气与废气的混合物的氧气浓度下降。然而，为了完全燃烧喷射到燃烧室内的燃料，由于较低的氧浓度，所以在现代内燃机中喷射的燃料较少，使得内燃机的整体燃料消耗减少。尽管具有上面解释的通过废气再循环可以实现的燃料消耗减少的优点，在内燃机中使用具有尽可能高的抗爆震性的燃料还证明是有利的，尤其是当内燃机是火花点火式发动机时。以这种方式，通过所涉及的燃烧室中的大部分燃料-空气混合物的同时爆炸-这种效果对于本领域技术人员而言以术语“爆震”知晓-可以防止对磨损敏感的内燃机的滑动轴承和其他部件处于不期望的高负荷。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于创建特征在于低燃料消耗和良好的磨损特性的用于内燃机的改进的实施方案。根据本专利技术，该问题通过独立权利要求的主题来解决的。有利的实施方案是从属权利要求的主题。因此，本专利技术的基本思想是以废气再循环装置装备内燃机，并利用该废气再循环装置以这样的方式化学地转换待喷射到内燃机的燃烧室中的液体燃料，使得所述燃料的抗爆震性在喷射到燃烧室内之前增加。根据本专利技术，为此目的提出，热交换器与所述废气再循环装置成一体，该废气再循环装置被设计为催化燃料蒸发器。这意味着，为了增加爆震数，将燃料引入所述热交换器中，并且在热交换器中发生化学氧化反应，通过该化学氧化反应，包含在燃料中的长链烃被转化为较短链烃。这种转换伴随着燃料爆震数的期望的增加。为了触发用于转换燃料的所述氧化反应，燃料的温度必须超过一定的温度水平。为此目的，从通过热交换器传导的废气中提取热量并将其传递至燃料，由此使所述燃料的温度升高到所述温度水平或更高。这种温度升高通常伴随着原本为液态燃料的蒸发。以这种方式被赋予高爆震数的燃料可以随后被喷射到内燃机的燃烧室内。通过这种方式，可以避免或者与具有非较高爆震数的燃料相比显著减少在燃料-空气混合物的点火期间的过度“爆震”。这伴随着内燃机耐磨性的提高。根据本专利技术的一种内燃机包括至少一个汽缸，该至少一个汽缸具有用于燃烧被引入到该至少一个燃烧室内的燃料-空气混合物的燃烧室。对于内燃机中存在的每个燃烧室，设置了用于将燃料喷射到相应的燃烧室中的至少一个燃料喷射器。此外，设置了用于将新鲜空气供给到相关的燃烧室中的新鲜空气供给装置。此外，设置了有用于将在燃烧室内产生的废气从燃烧室排出的废气排出装置。除此之外，该内燃机还包括废气再循环装置，其为了使从燃烧室排出的废气再循环而与新鲜空气供给装置和废气排出装置流体连通。在废气再循环装置中布置热交换器，该热交换器包括至少一个第一流体路径，该第一流体路径是废气再循环装置的一部分，并且待再循环的废气流过该第一流体路径。根据本专利技术，热交换器还包括第二流体路径，燃料流过与第一流体路径流体分离的该第二流体路径，该燃料在流过热交换器时爆震数增加。在该过程中，热交换器的该至少一个第二流体路径与至少一个燃料喷射器流体连通，用于将具有较高爆震数的燃料引入到该至少一个燃烧室中。根据优选的实施方案，热交换器被设计为催化燃料蒸发器，用于化学地转换流过该至少一个第二流体路径的燃料。这意味着热交换器在包含于燃料中的烃化合物的氧化期间充当催化转化器。在此过程中，废气中所含的燃料被蒸发。通过将来自待再循环废气的热量传递到待转化的燃料而在热交换器中实现氧化反应所需的燃料的温度水平。通过上面解释的进一步发展，可以容易地提高在燃料蒸发器中转换的燃料的抗爆震性。特别优选地，在该至少一个第二流体路径中设置催化涂层。以这种方式，可以设置用于进行氧化反应所需的催化转化器。实际上，热交换器被设计为用于将燃料中包含的长链烃化合物转化为短链烃化合物。特别优选地，燃料蒸发器可以设计成用于将烃类化合物C8H18转化为烃类化合物C3H8。然而，在其他变体中，其他烃类化合物也可以通过燃料蒸发器的合适设计来转化。特别地实际上，燃料蒸发器以这样的方式设计，使得燃料的爆震数在烃链转化之后增加2RON。根据优选的实施方案，在用于转化燃料的热交换器的该至少一个第二流体路径与内燃机的该至少一个燃料喷射器之间布置有用于冷却(优选地用于液化)离开热交换器燃料的燃料冷却器。这允许具有较高爆震数的燃料的温度有利地适应将直接从使用内燃机的机动车的燃料箱喷入到燃烧室内的燃料的燃料温度。实际上，燃料冷却器也可以被设计为热交换器，待冷却的燃料流过该热交换器，并且该热交换器通过冷却剂与该燃料流体分离，该冷却剂在该热交换器中用于冷却废气和燃料的混合物，与其热耦合。这种热交换器在市场上可以以多种技术实现形式获得，而且特别容易并且因此也能成本有效地与废气再循环装置成一体。诸如堆叠板式热交换器，尤其是所谓的翅片管式热交换器的这种热交换器的技术实现尤其是可以想到的。根据另一优选的实施方案，在热交换器的该至少一个第一流体路径与新鲜空气供给装置之间布置有用于冷却离开热交换器的废气的废气冷却器。以这种方式，待再循环的废气的温度可以在其经由新鲜空气供给装置被再次引入内燃机的燃烧室内之前被降低。在有利的进一步发展中，废气冷却器也被设计为热交换器，待冷却的废气流过该热交换器，并且该热交换器通过冷却剂与废气流体分离。在流过该热交换器时，用于冷却的冷却剂与废气热耦合，使得该热量可以传递到冷却剂。这种热交换器在市场上可以以多种技术实现形式获得，而且特别容易并且因此也能成本有效地与废气再循环装置成一体。诸如堆叠板式热交换器，尤其是所谓的翅片管式热交换器的这种热交换器的技术实现尤其是可以想到的。特别优选地，配备有废气再循环装置和燃料蒸发器的内燃机可以设计为火花点火式发动机。此外，本专利技术涉及一种具有上面介绍的内燃机的机动车。因此，上述内燃机的优点也适用于根据本专利技术的机动车。在有利的进一步发展中，机动车包括具有制冷剂流过的制冷回路的制冷系统。在该进一步发展中，燃料冷却器和/或废气冷却器结合在制冷系统的制冷回路中，使得制冷剂用作流过燃料冷却器的燃料或流过废气冷却器的废气的冷却剂。实际上，制冷系统可以是机动车中存在的空气调节系统的一部分，用于空气调节机动车的车辆内部。在这种情况下不需要设置单独的制冷系统，这伴随着显著的成本优势。本专利技术的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图以及借助于附图的相关联的附图描述得出。应当理解，上述特征以及还将在下文中解释的特征不仅可以在所指出的各个组合中使用，而且还可以在其他组合中或者单独使用，而不脱离本专利技术的范围。附图说明本专利技术的优选的示例性实施方案在附图中示出，并且将在以下描述中更详细地解释。其示出了：图1是根据本专利技术的内燃机的示例，图2以单独的示意图示出了在内燃机的废气再循环装置中布置的燃料蒸发器，其对于本专利技术是重要的。具体实施方式在示意图中，图1示出了根据本专利技术的内燃机1的示例，其可以实施为火花点火式发动机。在图1的示例中，内燃机1被实现为四缸发动机，并且因此包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车的内燃机(1)，其特征在于，‑带有至少一个汽缸(2)，所述至少一个汽缸包括燃烧室(3)，用于燃烧被引入到所述至少一个燃烧室(3)内的燃料‑空气混合物，其中，对于所述内燃机(1)中存在的每个燃烧室(3)，设置用于将燃料(15)喷射到相应的燃烧室(3)中的至少一个燃料喷射器(30)，‑带有新鲜空气供给装置(4)，用于将新鲜空气(6)供给到所述至少一个汽缸(2)的所述燃烧室(3)中，‑带有废气排出装置(5)，用于将在所述燃烧室(3)内产生的废气(7)从所述汽缸(2)排出，‑带有废气再循环装置(8)，其为了使从所述汽缸(2)排出的所述废气(7)再循环到所述燃烧室(3)内而与所述新鲜空气供给装置(4)和所述废气排出装置(5)流体连通，‑带有热交换器(40)，布置在所述废气再循环装置(8)中，所述热交换器包括至少一个第一流体路径(42a)，所述第一流体路径是所述废气再循环装置(8)的一部分，并且待再循环的所述废气(7)流过所述第一流体路径，并且所述热交换器包括至少一个第二流体路径(42b)，燃料(15)流过与所述第一流体路径(42a)流体分离的所述第二流体路径，所述燃料在流过所述热交换器(40)时爆震数增加，‑其中，用于将具有较高爆震数的所述燃料(15)引入到所述至少一个燃烧室(3)中的所述热交换器(40)的所述至少一个第二流体路径(42b)与至少一个燃料喷射器(30)流体连通。...

【技术特征摘要】
2017.02.01 DE 102017201609.41.一种用于机动车的内燃机(1)，其特征在于，-带有至少一个汽缸(2)，所述至少一个汽缸包括燃烧室(3)，用于燃烧被引入到所述至少一个燃烧室(3)内的燃料-空气混合物，其中，对于所述内燃机(1)中存在的每个燃烧室(3)，设置用于将燃料(15)喷射到相应的燃烧室(3)中的至少一个燃料喷射器(30)，-带有新鲜空气供给装置(4)，用于将新鲜空气(6)供给到所述至少一个汽缸(2)的所述燃烧室(3)中，-带有废气排出装置(5)，用于将在所述燃烧室(3)内产生的废气(7)从所述汽缸(2)排出，-带有废气再循环装置(8)，其为了使从所述汽缸(2)排出的所述废气(7)再循环到所述燃烧室(3)内而与所述新鲜空气供给装置(4)和所述废气排出装置(5)流体连通，-带有热交换器(40)，布置在所述废气再循环装置(8)中，所述热交换器包括至少一个第一流体路径(42a)，所述第一流体路径是所述废气再循环装置(8)的一部分，并且待再循环的所述废气(7)流过所述第一流体路径，并且所述热交换器包括至少一个第二流体路径(42b)，燃料(15)流过与所述第一流体路径(42a)流体分离的所述第二流体路径，所述燃料在流过所述热交换器(40)时爆震数增加，-其中，用于将具有较高爆震数的所述燃料(15)引入到所述至少一个燃烧室(3)中的所述热交换器(40)的所述至少一个第二流体路径(42b)与至少一个燃料喷射器(30)流体连通。2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，所述热交换器(40)被设计为催化燃料蒸发器(12)，用于化学地转换流过所述至少一个第二流体路径(42b)的所述燃料(15)。3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，为了形成所述热交换器(40)或所述燃料蒸发器(12)，在所述至少一个第二流体路径(42a)中存在催化涂层(18)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述热交换器(40)或所述催化燃料蒸发器(12)被设计为用于将所述燃料(15)中包含的长链烃转化为短链烃。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨沙·瑙约克斯，西蒙·施特伦，彼得·维斯克，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE