CN107620661B - 内燃发动机和用于操作所述类型的内燃发动机的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于操作燃料喷射***的方法。该方法包括将燃料从布置在汽缸体中的汽缸套中的第一直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中，并且将燃料从布置在汽缸盖中的第二直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中，第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置被布置成关于第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的中心轴线的交点成钝角。

Description

内燃发动机和用于操作所述类型的内燃发动机的方法

相关申请的交叉参考

本申请要求2016年7月15号提交的德国专利申请No.102016212951.1的优先权。为了所有目的，以上引用的申请的全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及用于直接喷射内燃发动机的方法和***。

背景技术

根据现有技术，使用喷射装置，其喷射射流呈现出进入到燃烧室中的减少的或小的渗透深度。然而，在实践中已经发现，尽管有减少的渗透深度，但是燃烧室内壁用燃料润湿，特别是即使喷射射流没有直接撞击燃烧室内壁。燃烧室中的进气移动可能是非蒸发的液体燃料的原因，该液体燃料以燃料液滴的形式运送到燃烧室内壁中并且润湿内壁。

现有技术还公开了以下概念：其中内燃发动机的汽缸在汽缸套的区域中均配备有喷射喷嘴。汽缸的喷射喷嘴在这种情况下朝向汽缸盖定向并且在一些情况下朝向汽缸的出口气门定向。该特征旨在帮助并加速燃料颗粒或燃料液滴蒸发，从而帮助并加速混合物形成。同时，汽缸盖和闭合的出口气门通过燃料冷却。在燃料喷射***中寻求减少污染物排放。两个喷射喷嘴也可能设置在汽缸套的区域中，由此寻求进一步增加空气-燃料混合物的混合。US5,421,301描述了此类内燃发动机。

US 5,421,301中所描述的喷射方法的缺点以及通常内燃发动机的缺点是仅当汽缸专用活塞在其朝向下止点的路径上经过喷射装置并且使燃烧室被喷射装置的开口可进入时可以执行喷射，内燃发动机的汽缸在汽缸套的区域中配备有喷射装置。可以在其中执行喷射的曲柄转角窗因此受到限制。这更加相关，因为在直接喷射的情况下，固有地是这样的情况：极少的时间可用于混合物形成。

如在US 5,421,301中所述，朝向汽缸盖定向的喷射喷嘴在喷射过程期间仅将燃料供应到燃烧室的汽缸盖侧区域，然而，喷射装置和下止点之间的燃烧室的区域(即，燃烧室的活塞侧区域)在喷射期间仍然被忽视。

发明内容

针对上面所述的背景技术并且认识到上述问题，发明人已经开发了一种用于操作燃料喷射***的方法来解决至少一些问题。在一个示例中，该方法包括将燃料从布置在汽缸体中的汽缸套中的第一直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中并且将燃料从布置在汽缸盖中的第二直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中，第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置被布置成关于第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的中心轴线的交点成钝角。用关于彼此成钝角布置的喷射装置将燃料喷射到燃烧室中使得燃料射流能够彼此相互作用以增加燃烧室中的空气-燃料混合并且减少壁润湿。因此，燃烧效率增加，并且排放相应地减少。在一个示例中，第一直接燃料喷射装置可以定位在汽缸套中的燃烧室的排气侧上，并且第二直接燃料喷射装置可以定位在汽缸盖中的进气门和排气门之间。当燃料喷射装置以这种方式布置时，来自这些装置的燃料喷雾可彼此相互作用并且与进气气流相互作用以增加进气气流中的滚流气流模式和/或旋流气流模式。因此，空气-燃料混合物的混合可进一步增加，从而增加燃烧效率。

应当理解，提供上述发明内容以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由具体实施方式下面的所附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示意性地示出内燃发动机中的汽缸的横截面。

图2示出车辆、内燃发动机和燃料输送***的示意性描述。

图3示出用于控制燃料输送***的方法。

图1大约按比例示出，但是若需要，可使用其它相对尺寸。

具体实施方式

以下描述涉及一种施加点火内燃发动机中的直接喷射***以及一种用于操作此类***的方法。在一个示例中，该发动机可包括带有至少一个汽缸的至少一个汽缸盖，其中每个汽缸具有用于经由进气***供应燃烧空气的至少一个进气口和用于经由排气排放***排放排气的至少一个出气口。继续此类示例，每个汽缸可包括燃烧室，该燃烧室由汽缸专用活塞的活塞冠部、横向界定燃烧室的汽缸套以及至少一个汽缸盖共同形成，该活塞沿着活塞纵向轴线在下止点和上止点之间可移动，并且每个汽缸在汽缸套的区域中配备有用于将燃料直接喷射到燃烧室中的喷射装置，该喷射装置具有至少一个开口，为了将燃料引入燃烧室中的目的，该开口在喷射过程期间能够被激活。

本文还描述了一种用于操作所述类型的内燃发动机的方法。所述类型的内燃发动机可用作机动车辆驱动单元。在本说明书的上下文中，表述“内燃发动机”涵盖施加点火的奥拓循环发动机，而且也涵盖施加点火的混合动力内燃发动机，即，使用混合动力燃烧过程操作的施加点火内燃发动机，以及不仅可包括施加点火内燃发动机而且可包括电机的混合动力驱动装置，所述电机可以以驱动装置的形式连接到内燃发动机并且从内燃发动机接收功率，或者作为可切换的辅助驱动装置附加地输出功率。

内燃发动机可具有汽缸体和至少一个汽缸盖，其彼此连接以形成汽缸及其燃烧室。作为曲柄箱上半部，汽缸体可用于安装曲轴并且用于容纳每个汽缸的活塞和汽缸套筒。在省略了作为中间元件的套筒的情况下，活塞还可安装在汽缸体的孔中并且在该孔中被直接导向。如本文所描述，汽缸套筒和孔均可被归入表述“汽缸套”。

汽缸盖通常用于容纳对于进气交换所需的气门驱动。在进气交换期间，经由排气排放***的燃烧气体的排放可经由至少一个出气口进行，并且经由进气***的燃烧空气的供给可经由汽缸的至少一个进气口进行。

在四冲程发动机的情况下，用于控制进气交换的提升阀可用于(例如，专门用于)控制进气流和/或排气流。包括相关联的致动机构的气门/阀可称为气门驱动装置。

安装在曲柄箱中的曲轴可吸收连接杆力并且将活塞的振荡冲程运动转变为曲轴的旋转运动。由汽缸体形成的曲柄箱上半部可由油盘定期补充，该油盘可以安装在汽缸体上并且用作曲柄箱下半部。

在内燃发动机的开发中，可能期望减少(例如，最小化)燃料消耗和污染物排放。

燃料消耗可能造成问题，尤其是在奥拓循环发动机的情况下，即，在施加点火的内燃发动机的情况下。其原因可能在于传统的奥拓循环发动机的操作过程。传统的奥拓循环发动机可用外部混合物形成和均匀的燃料-空气混合物进行操作，其中所期望的功率通过改变燃烧室的进气来设置，即，通过数量调节来设置。通过调整设置在进气***中的节流挡板，节流挡板下游的引入空气的压力可较大程度或较小地减少。对于恒定的燃烧室容积来说，若需要，有可能以这种方式通过引入空气的压力来设置空气质量(即，数量)。这也解释了为什么数量调节特别在部分负荷操作中可能是不利的，这是因为在一个示例中低负荷可能需要进气***的高度的节流以及大的压力降低，其结果是，进气交换损失随负荷减少而增加并且随节流增加而增加。

用于对奥拓循环工作过程去节流(dethrottling)的一种方法可以是直接燃料喷射。燃料直接喷射到汽缸的燃烧室中可能是用于显著地减少(即使在奥拓循环发动机中)燃料消耗的合适的举措。内燃发动机的去节流可凭借在一定限度内使用的燃料数量调节来实现。

在燃料直接喷射到燃烧室中的情况下，有可能实现分层的燃烧室进气，其能够有助于(例如，明显有助于)奥拓循环工作过程的去节流，这是因为通过利用分层的进气操作，内燃发动机可以在很大程度上被稀贫地操作，这尤其在部分负荷的操作中(即，在较低的负荷范围和中等负荷范围中)当少量的燃料将被喷射到燃烧室中时提供热力学的优点。

直接喷射的特征在于不均匀的燃烧室进气。相反地，直接喷射的特征不在于均一的空气比。因此，直接喷射可既具有稀(λ>1)混合物部分，又具有富(λ<1)混合物部分。在某些情况下，燃料-空气混合物的不均匀性也可能是从柴油发动机过程获知的颗粒排放在直接喷射奥拓循环发动机的情况下同样相关，然而在传统的奥拓循环发动机的情况下所述排放的重要性可能降低(例如，几乎不重要)的原因。

在一些示例中，有相对较少的时间可用于燃料的喷射、燃烧室中的混合物制备(特别是，在包括蒸发的初期反应的背景中空气和燃料的混合以及燃料的制备)，以及制备的混合物的点火。因此，在某些情况下，对混合物形成的需求可能特别高。

由于在直接喷射的情况下，仅有很少时间可用于混合物形成，所以可能需要在启动施加点火之前(至少只要不存在对分层的进气操作的需求)帮助并加速均匀的空气-燃料混合物的形成。在该背景中，燃料在燃烧室中的分布以及燃料的喷射可能尤其重要。

在直接喷射奥拓循环发动机的情况下，空气-燃料混合物的形成可以在概念上分为三种不同的方法。

在空气控制的方法的情况下，当空气被引入燃烧室中时，可能期望通过由进口流强制给予的运动来影响混合物形成。可以以这种方式寻求实现所引入的空气与所喷射的燃料的良好的混合物，其中目的是通过所生成的进气运动或流动来减少(例如，防止)所喷射的燃料对燃烧室的内壁的直接冲击。

例如，所谓的滚流或旋流的生成可加速和/或帮助混合物形成。与构成其轴线平行于活塞纵向轴线(即，汽缸纵向轴线)延伸的空气涡流的旋流相比，滚流是围绕平行于曲轴的纵向轴线(即，旋转轴线)延伸的虚拟轴线的空气涡流。

进气***(即，进气管路)的布置和几何形状可对进气运动产生影响(例如，显著影响)且因此对燃烧室中的混合物形成产生影响。在一些示例中，汽缸中的进气运动可同时受燃烧室几何形状的影响，尤其受活塞冠部和/或可选地设置在活塞冠部中的活塞凹陷部的几何形状的影响。

在直接喷射内燃发动机中已经尝试使用(例如，专门使用)活塞凹陷部来促进空气-燃料混合。在某些情况下，活塞凹陷部可相对于活塞纵向轴线旋转对称，并且在一些具体情况下，活塞可具有Ω形凹陷部。

由于汽缸盖中的受限制的空间条件，所以进气管路在混合物形成和进气交换等方面的改进在某些情况下是不可能的(例如，完全不可能的)。

在壁控制的方法的情况下，燃料可以被喷射到燃烧室中，以使得喷射射流被有目的地朝向界定燃烧室的壁引导。具体在一个示例中，喷射射流可以被引导到设置在活塞冠部上的凹陷部中。此处，目的是燃料射流由于冲击而分解为多个射流部分并被转移以使得燃料射流包围大面积的燃烧室。特别地，一些喷射的燃料可转移到点火装置附近以便与所引入的空气形成可燃混合物。

然而在空气控制的方法中可为这样的情况：可能期望减少(例如，基本上抑制)所喷射的燃料对燃烧室的内壁的直接冲击。在该背景中，可考虑到燃料对燃烧室的内壁的润湿促进了机油稀释并且增加了未燃烧的碳氢化合物的未处理排放和颗粒排放。

在射流控制的方法的情况下，所喷射的燃料被瞄准在点火装置的方向上，这可通过以协调的方式对喷射射流、喷射装置和点火装置进行定向来实现。例如，点火装置和喷射装置均可中心地布置在汽缸盖中面向活塞冠部的侧面上。

在另一示例中，基本上由于喷射射流的动力，可以运送并且分布燃料，使得混合物形成可相对独立于燃烧室几何形状，这相对于其它两种方法构成了明显的优点。射流控制的方法可能尤其适用于内燃发动机的分层操作，这是因为首先，可以在点火装置周围的紧密限制的区域中形成可燃混合物，其次，可以在大面积的燃烧室中实现低燃料浓度。

用于空气-燃料混合物形成的一些方法既表现出空气控制的成分又表现出射流控制的成分。

另外，一些发动机已将喷射装置布置在汽缸盖中面向活塞冠部的侧面上。根据喷射射流的渗透深度、所喷射的燃料数量以及喷射时间，即活塞的位置，较大部分或较少部分的燃料在喷射期间可冲击燃烧室内壁(例如，汽缸套和活塞冠部)并且与附着到燃烧室内壁的机油膜混合。因此，燃料可与机油一起进入曲柄箱中，从而有助于机油稀释。此外，燃料对燃烧室内壁的润湿对未燃烧的碳氢化合物的未处理排放和颗粒排放产生不利影响。本文所述的燃料喷射***寻求减少(例如，防止)喷射的燃料对燃烧室内壁的润湿。

上述陈述表明，在直接喷射施加点火的内燃发动机的情况下，对增加空气-燃料混合和减少壁润湿仍有需求。

本发明的目标是提供一种施加点火直接喷射的内燃发动机，在这种情况下，增加了混合物形成(特别是，燃料-空气混合物的均匀化)，并且减少了(例如，防止)喷射的燃料对燃烧室内壁的润湿。

本发明的另外的子目标是提供一种用于操作所述类型的内燃发动机的方法。

第一子目标可通过具有包括至少一个汽缸的至少一个汽缸盖的直接喷射施加点火的内燃发动机实现，其中

-每个汽缸具有用于经由进气***供应燃烧空气的至少一个进气口和用于经由排气排放***排放排气的至少一个出气口，

-每个汽缸包括燃烧室，该燃烧室由汽缸专用活塞的活塞冠部、横向界定燃烧室的汽缸套以及至少一个汽缸盖共同形成，所述活塞沿着活塞纵向轴线在下止点和上止点之间可移动，

-每个汽缸在汽缸套的区域中配备有用于将燃料直接喷射到燃烧室中的喷射装置，所述喷射装置具有至少一个开口，为了将燃料引入燃烧室中的目的，所述至少一个开口在喷射过程期间能够被激活，以及

-每个汽缸配备有布置在汽缸专用汽缸盖中的附加喷射装置，所述喷射装置朝向所述附加喷射装置定向以使得喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部在垂直于活塞纵向轴线的投影中与附加喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部形成钝角α。

在本文所述的内燃发动机的情况下，每个汽缸可配置有至少两个喷射装置，具体地，即布置在汽缸专用汽缸套区域中的一个喷射装置和布置在汽缸专用汽缸盖中的附加喷射装置。这产生许多优点和/或产生在技术上有利的效果。

具体在一个示例中，两个喷射装置可以被定向成使得喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部与附加喷射装置的纵向轴线或与其虚拟伸长部形成钝角α，或者喷射装置的纵向轴线与附加喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部形成钝角α，其中，在本说明书的背景中，钝角α为在90°和180°之间的角。在本说明书的背景中，纵向轴线还可称为纵向轴线的虚拟伸长部的一部分。

在一个示例中，喷射装置可以相互朝向彼此定向，具体来说使得从两个喷射装置中出来并且进入燃烧室的至少一些燃料射流朝向彼此引导并且彼此碰撞或彼此相互作用。可朝向彼此引导并且彼此碰撞的燃料喷射的高动力实现在燃烧室中燃料的精细雾化和燃料的快速且广泛的分布，其中燃料与位于燃烧室中的燃烧空气混合并相互作用。这特别增加了燃料-空气混合物的均匀化，而且也帮助并加速燃料颗粒或燃料液滴蒸发且因此总体上帮助并加速混合物形成。此处，还应考虑到，朝向彼此引导并且彼此碰撞的燃料射流在燃烧室中产生附加湍流，即，大大增加燃烧室中的湍流度。例如，将燃料喷射射流从不同的喷射器朝向彼此引导可增加燃烧室中的空气-燃料混合物的旋流和/或滚流。

利用朝向彼此引导的燃料射流的高动力加速燃料在燃烧室中分布就以下事实而言可能是高度有利的：在直接喷射的情况下，仅少量的时间可用于混合物形成。在该背景中，还应考虑到，可以在其中执行喷射的曲柄转角窗在布置在汽缸套的区域中的喷射喷嘴的情况下特别受到限制。

为此同样可允许燃料颗粒的快速且广泛的蒸发，而且减少(例如，防止)用液体燃料润湿燃烧室内壁的可能性。与其相关联的不利的效果(特别是机油稀释和未燃烧的碳氢化合物和碳烟的排放增加)连同燃烧室内壁的润湿也一起减少(例如，消除)。

每个喷射装置可减少另一相应的喷射装置的喷射射流的渗透深度，由此，可抵消燃料对燃烧室内壁的润湿。

不可忽视燃烧室的活塞侧区域，如例如US 5,421,301中的情况，其中布置在汽缸套的区域中的喷射喷嘴朝向汽缸盖引导并且在喷射过程期间仅将燃料供应到燃烧室的汽缸盖侧区域。

进一步，在一个示例中，喷射装置和附加喷射装置可以间歇地将燃料同时喷射到燃烧室中。然而，应当明白，喷射装置和附加喷射装置还可独立于彼此被控制(例如，被单独控制)。因此，在分层的进气操作中，在启动施加点火之前通过布置在汽缸套的区域中的喷射装置，在靠近点火装置的汽缸盖侧区域中有可能生成可燃的燃料-空气混合物。

在本文所述的内燃发动机的情况下，可以增加燃料-空气混合的均匀性，并且减少(例如，防止)喷射的燃料对内燃发动机内壁的壁润湿。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中喷射装置朝向附加喷射装置引导以使得从喷射装置中出来的燃料射流与从附加喷射装置中出来的燃料射流被相反地引导。一般而言，从喷射装置中出来的燃料射流可形成圆锥形燃料云或棒状燃料云。

本文将解释内燃发动机的进一步的有利示例。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中喷射装置在至少一个汽缸盖的方向上相对于活塞纵向轴线是倾斜的。以这种方式，进一步抵消燃料对活塞的非期望润湿的风险。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中附加喷射装置布置在至少一个进气口和至少一个出气口之间。如果汽缸具有两个或更多进气口或出气口，则存在穿过进气口或出气口的平面。然后，在本示例中，附加喷射装置可布置在所述两个平面之间。

在该背景中，直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中附加喷射装置布置在至少一个进气口和至少一个出气口之间的中间点(即，中心地布置)。在个别情况下，附加喷射装置的中心布置可提供关于燃烧在燃烧室中的广泛分布以及燃料-空气混合物的均匀化的优点。

然而，直接喷射施加点火的内燃发动机的示例也可能是有利的，其中附加喷射装置偏心地(即，横向地)布置在汽缸盖中。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中以下条件适用：角α＞120°、α＞130°或α＞140°。本文关于图1更详细地论述角α。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是特别有利的，其中以下条件适用：角α＞150°或α＞160°。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是尤其有利的，其中以下条件适用：角α＞170°或α≈180°。

如本文所述，角α越大，喷射装置朝向彼此定向越直接，并且在朝向彼此引导的燃料射流或燃料云碰撞时期望的和预期的效果越明显，具体来说是燃烧室中的燃料的精细雾化和快速且广泛的分布，其目的是燃料-空气混合物的均匀化与燃料的同时蒸发。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中至少一个汽缸专用进气口和/或至少一个汽缸专用出气口布置在汽缸专用汽缸盖中。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中每个汽缸具有用于供应燃烧空气的至少两个进气口。

气门驱动装置的目的是在正确的时间打开和关闭汽缸的进气口和出气口，其中在进气交换期间寻求大的(例如，最大可能)流动横截面的快速开口，以便使流入气体和流出气体的节流损失保持为低的并且以便实现汽缸的进气的改进且有效的排放，即燃烧气体的排放。内燃发动机的汽缸因此可分别配备有两个或更多进气口和出气口。

基于上述原因，直接喷射施加点火的内燃发动机的示例因此也可能是有利的，其中每个汽缸具有用于排放排气的至少两个出气口。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中每个汽缸配备有布置在汽缸专用进气***中的另一喷射装置(例如，进气道喷射装置)。通过进气管喷射，例如在内燃发动机的部分负荷操作中，有可能将燃料引入通向汽缸的入口上游的进气***中。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中为了启动施加点火的目的，每个汽缸配备有点火装置。

此处，直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中为了启动施加点火的目的，每个汽缸配备有附加点火装置。

如果在两个点火装置的两个间隔开的位置处启动点火，则火焰从所述两个位置传播到燃烧室中，其中位于燃烧室中的所制备的燃料-空气混合物被火焰比所观察的更快地包围或者比使用单个点火装置的情况更快地包围。燃料-空气混合物好像更快地透燃，这可导致热力学的优点。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中至少一个汽缸盖设置有至少一个冷却剂夹套以便形成液体类型冷却布置。

在燃烧期间通过燃料的放热化学转化释放的热经由可界定燃烧室的壁部分地耗散到汽缸盖和汽缸体。燃料的化学转化还可经由排气流部分地传递到相邻的部件和环境。为了使汽缸盖的热负载保持在期望的限度内，可再次从汽缸盖中提取引入汽缸盖中的热流的一部分。

冷却布置有可能采取空气类型冷却布置或液体类型冷却布置的形式。由于液体相对于空气有明显较高的热容量，所以明显更大数量的热有可能使用液体类型冷却布置来耗散，为此内燃发动机通常配备有液体类型冷却布置。在该背景中，应当考虑到，汽缸盖的热负荷是不断增加的，尤其是因为不断增加的比例的内燃发动机通过排气涡轮增压器或机械增压器而超增压。由于发动机舱中越来越密集的封装和零件及部件日益整合到汽缸盖中，例如，排气歧管的整合，所以汽缸盖的热负载增加，使得对冷却布置的需求增加并且采取举措以可靠地防止内燃发动机的热超负载。此外，使用耐热负荷性较差的更轻的材料用于生产汽缸盖的努力增加了对冷却布置的需求。

如果内燃发动机具有液体冷却布置，则多个冷却剂导管或至少一个冷却剂夹套可能通常形成于汽缸盖中，所述冷却剂导管或冷却剂夹套引导冷却剂经过汽缸盖；在一个示例中，这可能需要高度复杂的汽缸盖结构。

示例可能是有利的，其中冷却剂夹套整合在至少一个汽缸盖中，所述冷却剂夹套具有布置在排气管路和汽缸盖的组装表面之间的下冷却剂夹套和布置在排气管路的侧面上的位于下冷却剂夹套对面的上冷却剂夹套。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中为了密封燃烧室的目的，汽缸专用活塞配备有布置在活塞裙区域中的横向界定活塞的至少一个活塞环。

在该背景中，直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中当活塞可位于上止点时，至少一个活塞环可定位在喷射装置和上止点之间。

位于上止点的活塞然后盖住布置在汽缸套区域中的喷射装置，使得仅当朝向下止点移动的活塞在燃烧室侧处不覆盖喷射装置时，喷射装置以未保护的方式暴露于汽缸压力。喷射装置因此经受较低的压力。这有利于喷射装置的密封。仅仅由于汽缸盖的该区域比例如汽缸盖具有不太高的热负载的这一事实，就促进了密封的设计。

原则上，当汽缸专用活塞在其朝向下止点的路径上已经过喷射装置并且使燃烧室可连通到喷射装置的开口时，可以执行喷射。

直接喷射施加点火的内燃发动机的示例可能是有利的，其中喷射装置朝向至少一个汽缸专用进气口定向，以使得从喷射装置中出来的燃料与经由进气口进入燃烧室的燃烧空气被相反地引导。

在本文所述的燃料喷射***的示例中，布置在汽缸套区域中的喷射装置可朝向汽缸专用汽缸盖引导，但是不朝出口引导(如现有技术例如US5,421,301中所描述)，而是朝向汽缸的进口引导，具体是朝至少一个汽缸专用进气口引导，使得引入燃烧室中的燃料可以与流入燃烧室中的反向引导的燃烧空气相互作用。

进入燃烧室的气流可减少喷射装置的喷射射流的渗透深度，由此还可进一步抵消燃料对燃烧室内壁的润湿。由于喷射装置朝向汽缸盖定向，所以特别是这样的情况：活塞的润湿可以被减少(例如，防止)。

此外，喷射射流与进入气流相反地定向旨在帮助并加速在燃烧室中燃料颗粒的蒸发和燃料的广泛分布，并且促进且因此增加燃料-空气混合物的均匀化。与现有技术中所述的概念相比，是这样的情况：利用流体动力学，燃烧室的汽缸盖侧区域和燃烧室的活塞侧区域均供应有燃料。

如果当进气口打开时燃料进入进气***中，则所述燃料可以用于从相关联的进口气门的后侧清理并去除沉积物。

本文还描述了一种用于操作内燃发动机的方法。该方法可包括如下过程：在一个工作循环期间引入燃烧室中的燃料数量由通过喷射装置引入的燃料数量m_1,fuel和通过附加喷射装置引入的燃料数量m_2,fuel组成，比率m_1,fuel/m_2,fuel被限定为以下各项的函数：

-内燃发动机的发动机转速n_mot，

-内燃发动机的负荷，

-至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的压力，和/或

-至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的速度。

关于内燃发动机已经陈述的内容也适用于在此所述的方法，因此，在此时通常参考以上关于内燃发动机做出的陈述。

一般而言，为了将燃料喷射到汽缸中的目的，喷射装置的开口可借助于连接到燃料供应***的所述开口来激活并因此打开。喷射过程借助于与燃料供应***分开(即，停用)的开口来结束。在一个示例中，还可以在具有时间偏移的情况下执行开口的激活和/或停用。

在一些示例中，在大的燃料数量引入汽缸中的操作点处(即，在高负荷处)使用两个喷射装置可能尤其有利。然而，如上所提及，两个喷射装置中的每一个也有可能被单独使用，使得在预先限定的操作点中，为了引入燃料的目的，使用两个喷射装置中的仅一个喷射装置。如果活塞在距离上止点某一距离处并且即将喷射大的燃料数量，单独地或组合地，附加喷射装置已被证明特别合适。

该方法的示例也可能是有利的，其中，至少间歇地通过喷射装置并且通过附加喷射装置同时喷射燃料。

该方法的示例可能是有利的，其中在通过喷射装置或附加喷射装置引入燃料之前打开至少一个汽缸专用进气口。

图1示意性地示出带有汽缸1的示例发动机10的沿着活塞纵向轴线5b的横截面。活塞纵向轴线5b可位于汽缸1的中心轴线12上。在图1中提供了竖直轴线和横向轴线以供参考。在一个示例中，竖直轴线可平行于重力轴线。然而，已考虑竖直轴线和横向轴线的其它定向。

图1所示的汽缸1具有用于经由排气排放***排放排气的两个出气口8，为了在进气交换期间打开或关闭出气口8的目的，每个出气口8与排气管路8a邻接，并且每个出气口8配备有出口气门8b。此外，汽缸1具有用于经由进气***供应燃烧空气的两个进气口7，为了在进气交换期间打开或关闭进气口7的目的，每个进气口7与进气管路7a邻接，并且每个进气口7配备有进口气门7b。

内燃发动机10的每个汽缸1包括燃烧室2，该燃烧室由汽缸专用活塞5的活塞冠部5a、汽缸体18中的横向界定燃烧室2的汽缸套4以及汽缸盖3共同形成。当内燃发动机在操作中时，活塞5沿着活塞纵向轴线5b在下止点和上止点之间振荡。活塞环14布置在活塞5的活塞裙16中。活塞环14横向界定活塞5并且密封燃烧室2。

内燃发动机的每个汽缸1在汽缸套4的区域中配备有用于将燃料直接引入燃烧室2中的喷射装置6。在目前的情况下，喷射喷嘴6a用作喷射装置6(例如，直接燃料喷射装置)，所述喷射喷嘴相对于活塞纵向轴线5b是倾斜的并且具有多个开口，为了将燃料引入燃烧室2中的目的，这些开口在喷射过程期间被激活(即，被打开)。为了结束喷射过程，喷射喷嘴6a的开口与燃料供应***流体断开。

喷射喷嘴6a朝汽缸专用进气口7引导，特别使得从喷射喷嘴6a出来的燃料射流6b与经由进气口7进入燃烧室2的燃烧空气被相反地引导。

此外，每个汽缸1配备有附加喷射装置9，该附加喷射装置可以以垂直竖立的方式布置在汽缸专用汽缸盖3中以位于活塞5对面。在目前的情况下，作为附加喷射装置9，再次使用定位在进气口7和出气口8之间的中间点的喷射喷嘴9a。具体地，喷射装置9的纵向轴线9c(例如，中心轴线)平行于活塞5的纵向轴线5b(例如，中心轴线)。然而，在其它示例中，附加喷射装置9可布置成关于活塞5成其它角。例如，纵向轴线9c可布置成关于活塞5的纵向轴线5b成在±10°之间的角。

喷射装置6朝向附加喷射装置9引导，具体来说使得喷射装置6的纵向轴线6c的虚拟伸长部在垂直于活塞纵向轴线5b的投影中(即，在附图的平面中)与附加喷射装置9的纵向轴线9c的虚拟伸长部形成钝角α≈120°。然而，在其它示例中，钝角可在以下范围中：120°≤α≤180°。

喷射装置6、9的喷射射流6b、9b同样在垂直于活塞纵向轴线5b的投影中示出。

通过两个喷射装置6、9生成的燃料射流6b、9b或燃料云彼此碰撞或相互作用。由于彼此碰撞的燃料射流6b、9b的高动力，所以燃料在燃烧室中2被雾化并且以广泛的方式分布，由此实现与位于燃烧室2中的空气的良好混合，从而实现燃料-空气混合物的增加的均匀化。燃料射流6b、9b的碰撞可在燃烧室2中产生附加湍流。燃料射流6b、9b的碰撞也有利地帮助并加速燃料的蒸发。由于燃料射流之间的相互作用，所以还可减少(例如，防止)液体燃料对燃烧室内壁的润湿。

喷射装置6和附加喷射装置9可被包括在本文详细描述的燃料输送***20中。在一个示例中，被包括在燃料输送***20中的燃料箱和燃料泵可经配置以向喷射装置6和附加喷射装置9提供加压的燃料。

图2示出包括内燃发动机202的车辆200的示意性描述。应当明白，内燃发动机202是图1所示的内燃发动机10的示例。因此，发动机202可包括与关于图1所述的那些类似的部件和特征。具体地，关于图1所述的喷射装置的相对布置还可适用于关于图2所描述的喷射装置。此外，图2所示的控制器280也可被包括在图1中。

图2示出向汽缸206提供进气空气的进气***204。进气***204包括进气管道208，该进气管道具有定位于其中的电子节气门210。电子节气门210中的节流板212可经调整以改变行进通过进气***204并且经由进气歧管214和进气门215进入汽缸206的气流量。

汽缸206经由汽缸体216和汽缸盖218形成。此外，该汽缸包括燃烧室220和设置在其中的活塞222。此外，活塞222向曲轴224提供旋转能。曲轴224进而可经由传动装置(未示出)连接到驱动轮226。驱动轮226定位在路面228上。发动机位置传感器230耦接到曲轴224并且经配置以生成可用于确定发动机转速的发动机位置信号。

车辆200还可包括电动马达232。因此，在此类示例中，车辆200可称为混合动力车辆。已考虑不同的混合动力车辆配置，诸如并联混合动力配置、串联混合动力配置、轻度混合动力配置等。在此类示例中，电动马达232和/或发动机202可向路面228上的驱动轮226提供动力。然而，在非混合动力配置中，发动机202可仅向驱动轮226提供动力。

在车辆200中还示出排气***234。排气***234包括耦接到汽缸206的排气门236。排气门236打开和关闭以允许和抑制排气从汽缸流入排气歧管238中。排放控制装置240定位在排气歧管238下游的排气管道242中。排放控制装置240可包括催化剂、过滤器和/或用于减少排气尾管排放的其它合适的部件。

燃料输送***244也设置在发动机202中。燃料输送***244包括燃料箱246和燃料泵248。燃烧输送***244中的第一直接燃料喷射装置250经由燃料管路251从燃料泵248接收加压的燃料。应当明白，燃料管路251可包括燃料轨，该燃料轨向燃料输送***中的燃料喷射装置提供加压的燃料贮存器。燃料输送***244中的第二直接燃料喷射装置252也从燃料泵248中接收加压的燃料。如上面关于图1所论述，第一直接燃料喷射装置250可定位在与燃烧室的进气侧258相对的燃烧室220的排气侧256上。如上面关于图1所论述，第一直接燃料喷射装置250可延伸通过汽缸套并且可被定向成使得燃料喷雾被引导朝向进气门215。

第二直接燃料喷射装置252被示出定位在汽缸盖218中进气门215和排气门236之间。然而，在其它示例中，第二直接燃料喷射装置252可定位在在汽缸盖218中进气门215之间以及排气门236之间，或定位在其它合适的位置。

燃料输送***244还可包括连接到第一直接燃料喷射装置250的燃料轨253和连接到第二燃料喷射装置252的燃料轨255。这些燃料轨可向燃料喷射器中的每一个提供加压的燃料贮存器。阀可设置在燃料轨中和/或设置在燃料轨上游以实现燃料轨压力调节。在一个示例中，燃料轨253和255中的每一个的压力可基于发动机工况单独调节。本文更详细描述燃料轨压力的调节。

在一些示例中，耦接到进气管道208的进气道燃料喷射装置260也可被包括在燃料输送***244中。进气道燃料喷射装置260经配置以将燃烧输送到进气门215上游的进气***204中。然而，在其它示例中，进气道燃料喷射装置260可从燃料输送***244中省略。燃料喷射装置与来自控制器280的信号的电压脉冲宽度或燃料喷射器脉冲宽度成比例地输送液体燃料。此外，燃料输送***244可包括用于将期望的压力范围内的燃料提供给燃料喷射器的未示出的附加部件，诸如第二泵(例如，高压泵)、阀、燃料轨等。

冷却***262也设置在发动机202中。冷却***262包括传送冷却剂通过汽缸盖218的冷却夹套264。具体地，在一个示例中，冷却夹套264可包括通道，该通道至少部分地包围排气***234中的排气歧管238和/或排气流道。热交换器266也设置在冷却***262中以使得能够从冷却剂中提取热。附加地，冷却剂泵268也被包括在冷却***262中以驱动通过冷却夹套的冷却剂循环。附加地，在一些示例中，汽缸体216也可包括冷却剂夹套。

响应于来自控制器280的命令信号，无分电器点火***270经由火花塞272向燃烧室220提供点火火花。如图所示，火花塞272中的一个定位在进气门215和排气门236之间并且与第二直接燃料喷射装置252相邻。附加地，火花塞272中的一个定位在燃烧室220的进气侧258上。此外，火花塞272中的每一个可定位在汽缸盖218中。应当明白，在其它示例中，点火***270可包括火花塞272中的一个。

附加地，质量空气流量传感器271还耦接到进气管道208并且经配置以确定进气管道中的气流并且生成气流信号。压力传感器273还耦接到进气歧管214，该压力传感器经配置以确定歧管空气压力并且生成MAP信号。在一个示例中，歧管空气压力可用于确定发动机负荷。另外，温度传感器274还可耦接到发动机202。该温度传感器经配置以确定发动机温度并且生成发动机温度信号。

排气传感器275(宽域排气氧(UEGO))被示出耦接到排放控制装置240上游的排气歧管238。附加地或可替换地，双态排气氧传感器可耦接到排气歧管238。温度传感器276还可耦接到排气管道277。温度传感器276可经配置以确定排气***234中的排气的温度。

控制器280在图2中被示出为常规的微型计算机，其包括：微处理器单元282、输入/输出端口284、只读存储器286(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器288、不失效存储器290，以及常规的数据总线。控制器280被示出从耦接到发动机202的传感器接收各种信号，包括：来自温度传感器274的发动机冷却剂温度(ECT)；耦接到加速器踏板294的用于感测由脚296施加的力的位置传感器292；来自耦接到进气歧管214的压力传感器273的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴224位置/速度的发动机位置传感器230(例如，霍尔效应传感器)的发动机位置；从传感器271进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器278的节气门位置的测量值。在一个示例中，发动机位置传感器230在曲轴每旋转一周可产生预定数量的等距脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。控制器280还可经配置以控制各种发动机部件(诸如，电子节气门210、第一直接燃料喷射装置250、第二直接燃料喷射装置252、进气道燃料喷射装置260和/或冷却剂泵268)的调整。例如，控制器280可向第一直接燃料喷射装置250发送命令信号以调整该装置的燃料脉冲宽度。响应于接收命令信号，第一直接燃料喷射装置250中的致动器(例如，螺线管)可根据所调整的燃料脉冲宽度来操作。应当明白，其它发动机部件也可包括致动器并且可以以这种方式控制。

在操作期间，发动机202中的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常，排气门236关闭且进气门215打开。空气经由进气歧管214引入燃烧室220中，并且活塞222移动到汽缸的底部以便增加燃烧室220中的容积。活塞222靠近汽缸的底部并且在其冲程结束(例如，当燃烧室220处于其最大容积)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门215和排气门236关闭。活塞222朝向汽缸盖移动以便压缩燃烧室220中的空气。活塞222在其冲程结束并且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室220处于其最小容积)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在以下被称为喷射的过程中，燃料引入燃烧室中。在以下被称为点火的过程中，所喷射的燃料通过已知的点火装置(诸如火花塞272)点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞222推回到BDC。曲轴224将活塞移动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门236打开以将所燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管238并且活塞返回到TDC。需要注意的是，以上仅被示出为示例，且进气门和排气门打开和/或关闭正时可改变，诸如提供气门正重叠或气门负重叠、进气门延迟关闭或各种其它示例。

图3示出用于操作燃料输送***的方法300。具体地，方法300描述了用于将燃料喷射到燃烧室中的技术。方法300可通过以上关于图1和图2所述的内燃发动机、燃料输送***、部件等来实现。此外，在一个示例中，该方法可作为可由处理器执行的指令储存在非暂时性存储器中。此外，应当明白，方法300中所述的指令可触发发动机中的致动器、燃料输送***、喷射部件等以提供所期望的功能。

在302处，该方法包括确定发动机工况。发动机工况可包括内燃发动机的发动机转速n_mot、内燃发动机的负荷、汽缸上游的进气***中的燃烧空气的压力、汽缸上游的进气***中的燃烧空气的速度、发动机温度、排气压力、排气流速等。

然后在304处，该方法包括确定用于第一直接燃料喷射装置的燃料喷射数量和/或正时。在一个示例中，第一直接燃料喷射装置可延伸通过汽缸的排气侧上的汽缸套，使得来自第一直接燃料喷射装置的燃料喷雾朝向进气门引导。然而，已考虑第一直接燃料喷射装置的其它位置。

在306处，该方法包括确定用于第二直接燃料喷射装置的燃料喷射数量和/或正时。在一个示例中，第二直接燃料喷射装置可在进气门和排气门之间的位置处延伸通过汽缸盖。然而，在其它示例中，可使用第二直接燃料喷射装置的其它位置。此外，第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的中心轴线可被布置成钝角以使来自这些装置的喷雾能够彼此相互作用以促进燃烧进气的混合。对应于第一直接燃料喷射装置的确定的燃料数量m_1,fuel和对应于第二直接燃料喷射装置的确定的燃料数量m_2,fuel可形成比率m_1,fuel/m_2,fuel，该比率可被限定为以下各项中的至少一个的函数：内燃发动机的发动机转速n_mot、内燃发动机的负荷、至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的压力，以及至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的速度。此外，应当明白，在步骤304和306处确定的来自第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的燃料喷射的数量和正时可适用于单个燃烧循环。

在308处，该方法包括经由第一直接燃料喷射装置以所确定的燃料数量和正时将燃料喷射到燃烧室中。在310处，该方法包括经由第二直接燃料喷射装置以所确定的燃料数量和正时将燃料喷射到燃烧室中。应当明白，步骤308和310可在单个燃烧循环期间(例如，在进气冲程期间)发生。例如，首先，当活塞远离上止点向下移动时，来自定位在汽缸盖中的第二直接燃料喷射装置的燃料可喷入燃烧室中。当活塞在定位在汽缸套中的第一直接燃料喷射装置下面行进时，可启动来自该装置的燃料喷雾。继续此类示例，在启动来自第一直接燃烧喷射装置的燃料喷射后，可维持来自第二直接燃料喷射装置的燃料喷射，使得喷射以重叠的时间间隔发生。在一种情况下，当启动第一直接燃料喷射装置中的燃料喷射时，可减少从第二直接燃料喷射装置喷射的燃料量。然而，在其它情况下，当启动来自第一直接燃料喷射装置的燃料喷射时，可减少或停止从第二直接燃料喷射装置喷射的燃料量。另外，在一个示例中，可协调从第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置中喷射的燃料，使得在进气冲程期间燃料从每个装置以基本相等的时间间隔同时喷射。然而，已考虑其他喷射控制方案，诸如当启动来自第一直接燃料喷射装置的燃料喷射时增加来自第二直接燃料喷射装置的燃料的控制技术。

在312处，该方法包括确定发动机工况是否存在变化。例如，可识别发动机转速和/或负荷的增加或减少。在另一示例中，可识别发动机温度和/或排气温度的增加或减少。

如果确定发动机工况没有变化(312处：否)，则该方法前进到314。在314处，该方法包括以之前确定的数量和正时保持第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的操作。在314后，该方法返回到312。在一个示例中，保持第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的操作可包括保持第一直接燃料喷射装置和第二燃料喷射装置的操作在之前确定的数量和正时范围内。在其它示例中，可用之前确定的数量和/或正时设定点(例如，脉冲宽度)、比率等来操作第一直接燃料喷射装置和第二燃料喷射装置。

然而，如果确定发动机工况存在变化(在312处：是)，则该方法前进到316。在316处，该方法包括调整从第一直接燃料喷射装置和/或第二直接燃料喷射装置喷射的燃料的数量和/或正时。在一个示例中，诸如当发动机负荷增加时，第一直接燃料喷射装置的脉冲宽度可增加，而第二直接燃料喷射装置的脉冲宽度保持基本不变。在另一示例中，第一直接燃料喷射装置的脉冲宽度可增加，而第二直接燃料喷射装置的脉冲宽度减少，或反之亦然。附加地，在一个示例中，当进气门正时被延迟时，第一直接燃料喷射装置和/或第二直接燃料喷射装置的正时可以被推迟。此外，在一个示例中，当火花在发动机中有延迟时，从第一直接燃料喷射装置中喷射的燃料的正时可以被推迟。

在一个示例中，该方法可以包括，在318处，将耦接到第一直接燃料喷射装置的第一燃料轨的压力调整为与耦接到第二直接燃料喷射装置的第二燃料轨处于不同的压力，燃料轨压力响应于发动机转速和负荷而调整。以这种方式，对于直接燃料喷射器中的每一个，可独立调节燃烧轨压力。另外，应当明白，在一个示例中，步骤318可在步骤316之前或在步骤316期间发生。在一个示例中，连接到第二直接燃料喷射装置的燃料轨中的压力可设置为高于连接到第一直接燃料喷射装置的燃料轨中的压力。应当明白，提供到第二直接燃料喷射器的燃料的压力可能较高，这是因为当与定位在汽缸体中的第一直接燃料喷射器相比时该喷射器在定位在汽缸盖中时暴露于更高的压力。另外，在一个示例中，响应于发动机负荷和/或转速的增加，耦接到第一直接燃料喷射装置的燃料轨中的压力可增加。继续此类示例，响应于发动机负荷和/或转速的增加，耦接到第二直接燃料喷射装置的燃料轨中的压力可降低。因此，在某些情况下，当发动机转速和/或负荷增加超过阈值时，耦接到第一直接燃料喷射装置的燃料轨中的压力可高于耦接到第二直接燃料喷射装置的燃料轨中的压力。相反地，在另一示例中，响应于发动机负荷和/或转速的降低，耦接到第一直接燃料喷射装置的燃料轨中的压力可降低，并且耦接到第二直接燃料喷射器的燃料轨中的压力可增加。在另一示例中，响应于发动机转速和/或负荷的增加或降低，两个燃料轨中的压力可相应地增加或降低。

另外，在一个示例中，当发动机负荷低于阈值时，燃料可仅从第二直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中。相反地，当发动机负荷大于阈值时，在一个燃烧循环期间燃料可以以重叠的时间间隔从第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置喷射到燃烧室中。在高负荷条件期间，以这种方式喷射燃料实现了空气-燃料混合物的混合增加以及汽缸中的壁润湿的减少。

在又一示例中，当发动机负荷大于阈值并且两个燃料喷射器均被选定在单个燃烧循环期间喷射燃料时，燃料轨压力可经由燃料泵(例如，高压燃料泵)的输出的增加来增加。以这种方式，可以向两个直接燃料喷射器提供期望量的燃料压力。相反地，当发动机负荷低于阈值时，燃料轨压力可降低。

在另一示例中，当响应于发动机负荷、发动机转速等的增加或减少而恢复来自第一燃料喷射装置的喷射时，第二直接燃料喷射装置的燃料喷射正时可以被推迟或提前。

在以下段落中将进一步描述本发明。在一方面，提供了一种直接喷射施加点火的内燃发动机。该直接喷射施加点火的内燃发动机包括：至少一个汽缸盖，其包括至少一个汽缸；其中每个汽缸具有用于经由进气***供应燃烧空气的至少一个进气口和用于经由排气排放***排放排气的至少一个出气口；其中每个汽缸包括燃烧室，该燃烧室由汽缸专用活塞的活塞冠部、横向界定燃烧室的汽缸套以及至少一个汽缸盖共同形成，该汽缸专用活塞沿着活塞纵向轴线在下止点和上止点之间可移动；其中每个汽缸在汽缸套的区域中配备有用于将燃料直接喷射到燃烧室中的喷射装置，所述喷射装置具有至少一个开口，为了将燃料引入燃烧室中的目的，所述至少一个开口在喷射过程期间能够被激活；且其中每个汽缸配备有布置在至少一个汽缸盖中的附加喷射装置，喷射装置朝向附加喷射装置定向，使得喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部在垂直于活塞纵向轴线的投影中与附加喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部形成钝角α。

在另一方面，提供了一种用于操作直接喷射施加点火的内燃发动机的方法。该方法包括：在一个工作循环期间使用喷射装置将燃料数量m_1,fuel喷射到燃烧室中；在所述一个工作循环期间使用附加喷射装置将燃料数量m_2,fuel喷射到燃烧室中；其中比率m_1,fuel/m_2,fuel被限定为以下各项中的至少一个的函数：内燃发动机的发动机转速n_mot、内燃发动机的负荷、至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的压力以及至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的速度。

在另一方面，提供了一种用于操作燃料喷射***的方法。该方法包括：将燃料从第一直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中；以及将燃料从第二直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中，第二直接燃料喷射装置和第一直接燃料喷射装置被布置成关于第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的中心轴线的交点成钝角。

在任一方面或方面的组合中，喷射装置可在至少一个汽缸盖的方向上相对于活塞纵向轴线倾斜。

在任一方面或方面的组合中，附加喷射装置可布置在至少一个进气口和至少一个出气口之间。

在任一方面或方面的组合中，角α在120度和180度之间。

在任一方面或方面的组合中，至少一个汽缸可具有用于将燃烧空气供应到燃烧室的至少两个进气口。

在任一方面或方面的组合中，至少一个汽缸可具有用于从燃烧室中排放排气的至少两个出气口。

在任一方面或方面的组合中，每个汽缸可配备有布置在进气***中的进气道喷射装置。

在任一方面或方面的组合中，至少一个汽缸可配备有启动施加点火的点火装置。

在任一方面或方面的组合中，每个汽缸可配备有启动施加点火的附加点火装置。

在任一方面或方面的组合中，汽缸专用活塞可配备有布置在活塞裙区域中的至少一个活塞环，所述活塞环横向界定汽缸专用活塞并且密封燃烧室。

在任一方面或方面的组合中，当汽缸专用活塞位于上止点时，至少一个活塞环可定位在喷射装置和上止点之间。

在任一方面或方面的组合中，喷射装置可以朝向至少一个汽缸专用进气口定向，以使得从喷射装置出来的燃料与经由进气口进入燃烧室的燃烧空气被相反地引导。

在任一方面或方面的组合中，燃料可从喷射装置和附加喷射装置同时喷射到燃烧室中。

在任一方面或方面的组合中，该方法还可包括基于发动机工况的变化调整从第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置中的每一个喷射的燃料的正时和数量中的至少一个。

在任一方面或方面的组合中，基于发动机工况的变化调整从第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置中的每一个喷射的燃料的正时和数量中的至少一个可包括增加从第一直接燃料喷射装置喷射的燃料量，同时减少从第二直接燃料喷射装置喷射的燃料量。

在任一方面或方面的组合中，第一燃料喷射装置可关于燃烧室的中心轴线竖直定位在第二燃料喷射装置上方。

在任一方面或方面的组合中，第一直接燃料喷射装置可定位在燃烧室的排气侧上，并且第二直接燃料喷射装置可定位在进气门和排气门之间。

在任一方面或方面的组合中，燃料可从第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料引导器中的每一个以重叠的时间间隔喷射，并且该方法还可包括将耦接到第一直接燃料喷射装置的第一燃料轨的压力调整为与耦接到第二直接燃料喷射装置的第二燃料轨不同的压力，轨压力响应于发动机转速和负荷而调整。

在任一方面或方面的组合中，附加喷射装置可布置在至少一个进气口和至少一个出气口之间的中间点。

在任一方面或方面的组合中，在施加点火内燃发动机中的喷射装置之间形成的钝角α可为＞120°。

在任一方面或方面的组合中，在施加点火内燃发动机中的喷射装置之间形成的钝角α可为＞130°。

在任一方面或方面的组合中，在施加点火内燃发动机中的喷射装置之间形成的钝角α可为＞140°。

在任一方面或方面的组合中，在施加点火内燃发动机中的喷射装置之间形成的钝角α可为＞150°。

在任一方面或方面的组合中，在施加点火内燃发动机中的喷射装置之间形成的钝角α可为＞160°。

在任一方面或方面的组合中，在施加点火内燃发动机中的喷射装置之间形成的钝角α可为＞170°。

在任一方面或方面的组合中，在施加点火内燃发动机中的喷射装置之间形成的钝角α可为≈180°。

图1至图2示出带有各个部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被示出彼此直接接触或直接耦接，则此类元件可分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，被示出彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。作为示例，彼此共面接触的部件可被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，彼此隔开定位的其间仅具有空间而没有其它部件的元件可以被这样称呼。作为又一示例，被示出在彼此上方/下方，在彼此的相对侧处，或在彼此的左边/右边的元件可相对于彼此被这样称呼。另外，如图所示，在至少一个示例中，最高元件或元件点可被称为部件的“顶部”，且最低元件或元件点可被称为部件的“底部”。如本文所用的顶/底、上/下、上方/下方可相对于图的垂直轴线且用于描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示出为在其它元件上方的元件可垂直定位在其它元件上方。作为又一示例，在图内描述的元件的形状可被称为具有那些形状(诸如，圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆的、倒棱的、有角的等)。另外，在至少一个示例中，被示出彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。更进一步，在一个示例中，被示出在另一元件内或被示出在另一元件外的元件可被这样称呼。

需注意，本文所包括的示例控制和估计程序可以和各种发动机和/或车辆***配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，且可通过包括控制器和各种传感器、致动器和其它发动机硬件的控制***实施。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可按照所说明的顺序执行、同时执行或在一些情况下省略。同样地，处理顺序并非是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必须的，而是为易于说明和描述而提供。所示动作、操作和/或功能中的一个或多个可根据正使用的特定策略重复执行。另外，所述动作、操作和/或功能可用图形表示待编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过执行包括各种发动机硬件部件和电子控制器的***中的指令来实施。

应当明白，本文所公开的配置和程序在本质上是示例性的，且这些具体实施例不被认为具有限制性意义，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种***和配置，以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

随附的权利要求特别指出被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应该被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求，无论其范围是否宽于、窄于、等于或不同于原权利要求的范围，也都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种直接喷射施加点火的内燃发动机，其包括：

至少一个汽缸盖，其包括至少一个汽缸；

其中每个汽缸具有用于经由进气***供应燃烧空气的至少一个进气口和用于经由排气排放***排放排气的至少一个出气口；

其中每个汽缸包括燃烧室，所述燃烧室由汽缸专用活塞的活塞冠部、横向界定所述燃烧室的汽缸套以及所述至少一个汽缸盖共同形成，所述汽缸专用活塞沿着活塞纵向轴线在下止点和上止点之间可移动；

其中每个汽缸在所述汽缸套的区域中配备有用于将燃料直接喷射到所述燃烧室中的直接喷射装置，所述直接喷射装置具有至少一个开口，为了将燃料引入到所述燃烧室中的目的，所述至少一个开口在喷射过程期间能够被激活；以及

其中每个汽缸配备有布置在所述至少一个汽缸盖中的附加直接喷射装置，所述直接喷射装置朝向所述附加直接喷射装置定向，使得所述直接喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部在垂直于所述活塞纵向轴线的投影中与所述附加直接喷射装置的纵向轴线的虚拟伸长部形成钝角α；

其中，首先在所述汽缸专用活塞远离上止点向下移动时，来自定位在所述汽缸盖中的所述附加直接喷射装置的燃料被喷入汽缸中，并且然后在所述汽缸专用活塞仍然远离上止点向下移动时，当所述汽缸专用活塞在定位于所述汽缸套中的所述直接喷射装置下面行进时，启动来自所述直接喷射装置的燃料喷雾。

2.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述直接喷射装置在所述至少一个汽缸盖的方向上相对于所述活塞纵向轴线是倾斜的。

3.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述附加直接喷射装置布置在所述至少一个进气口和所述至少一个出气口之间。

4.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述角α在120度和180度之间。

5.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述至少一个汽缸具有用于将燃烧空气供应到所述燃烧室的至少两个进气口。

6.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述至少一个汽缸具有用于从所述燃烧室中排放所述排气的至少两个出气口。

7.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中每个汽缸配备有布置在进气***中的进气道喷射装置。

8.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述至少一个汽缸配备有启动所述施加点火的点火装置。

9.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中每个汽缸配备有启动所述施加点火的附加点火装置。

10.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述汽缸专用活塞配备有布置在活塞裙区域中的至少一个活塞环，所述活塞环横向界定所述汽缸专用活塞并且密封所述燃烧室。

11.根据权利要求10所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中，当所述汽缸专用活塞位于上止点时，所述至少一个活塞环定位在所述直接喷射装置和上止点之间。

12.根据权利要求1所述的直接喷射施加点火的内燃发动机，其中所述直接喷射装置朝向所述至少一个汽缸专用进气口定向，以使得从所述直接喷射装置出来的燃料与经由所述进气口进入所述燃烧室的燃烧空气被相反地引导。

13.一种用于操作直接喷射施加点火的内燃发动机的方法，其包括：

在一个工作循环期间在所述工作循环的进气冲程期间并且在汽缸的活塞远离上止点向下移动时使用在汽缸盖中的直接喷射装置将燃料数量m_1,fuel喷射到燃烧室中；

在所述一个工作循环期间在所述进气冲程期间使用附加直接喷射装置将燃料数量m_2,fuel喷射到所述燃烧室中，其中在所述汽缸的所述活塞仍然远离上止点向下移动时，当所述活塞在定位于汽缸套中的所述附加直接喷射装置下面行进时，启动来自所述附加直接喷射装置的燃料喷雾，其中所述活塞配备有布置在活塞裙区域中的至少一个活塞环，所述活塞环横向界定所述活塞并且密封所述燃烧室，其中当所述活塞位于上止点时，所述至少一个活塞环被定位在所述直接喷射装置和上止点之间；

其中比率m_1,fuel/m_2,fuel被限定为以下各项中的至少一个的函数：所述内燃发动机的发动机转速n_mot、所述内燃发动机的负荷、所述至少一个汽缸上游的所述进气***中的燃烧空气的压力以及所述至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的速度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，燃料从所述直接喷射装置和所述附加直接喷射装置同时喷射到所述燃烧室中。

15.一种用于燃料喷射***的方法，其包括：

将燃料从布置在汽缸套中的第一直接燃料喷射装置喷射到燃烧室中；以及

将燃料从布置在汽缸盖中的第二直接燃料喷射装置喷射到所述燃烧室中，所述第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置被布置成关于所述第一直接燃料喷射装置和第二直接燃料喷射装置的中心轴线的交点成钝角；

其中所述第一直接燃料喷射装置被定位在所述燃烧室的排气侧上，并且所述第二直接燃料喷射装置被定位在进气门和排气门之间；

其中，首先在汽缸的活塞远离上止点向下移动时，来自定位在所述汽缸盖中的所述第二直接燃料喷射装置的燃料被喷入汽缸中，并且然后在所述汽缸的所述活塞仍然远离上止点向下移动时，当所述活塞在定位于所述汽缸套中的所述第一直接燃料喷射装置下面行进时，启动来自所述第一直接燃料喷射装置的燃料喷雾，其中所述活塞配备有布置在活塞裙区域中的至少一个活塞环，所述活塞环横向界定所述活塞并且密封所述燃烧室，其中当所述活塞位于上止点时，所述至少一个活塞环被定位在所述第一直接燃料喷射装置和上止点之间。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括基于发动机工况的变化调整从所述第一直接燃料喷射装置和所述第二直接燃料喷射装置中的每一个喷射的燃料的正时和数量中的至少一个。

17.根据权利要求15所述的方法，其中基于发动机工况的变化调整从所述第一直接燃料喷射装置和所述第二直接燃料喷射装置中的每一个喷射的燃料的正时和数量中的至少一个包括增加从所述第一直接燃料喷射装置喷射的燃料量，同时减少从所述第二直接燃料喷射装置喷射的燃料量。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二直接燃料喷射装置关于所述燃烧室的中心轴线竖直定位在所述第一直接燃料喷射装置上方。

19.根据权利要求15所述的方法，其中来自所述第一和第二直接燃料喷射装置的喷射燃料的比率被限定为以下各项中的至少一个的函数：内燃发动机的发动机转速、所述内燃发动机的负荷、所述至少一个汽缸上游的进气***中的燃烧空气的压力以及所述至少一个汽缸上游的所述进气***中的所述燃烧空气的速度。

20.根据权利要求15所述的方法，其中燃料从所述第一直接燃料喷射装置和所述第二直接燃料喷射装置中的每一个以重叠的时间间隔喷射，所述方法还包括将耦接到所述第一直接燃料喷射装置的第一燃料轨的压力调整为与耦接到所述第二直接燃料喷射装置的第二燃料轨处于不同的压力，所述第一燃料轨和所述第二燃料轨的压力响应于发动机转速和负荷而调整。

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