用于清洁内燃机的燃烧室的方法和内燃机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的用于清洁内燃机的燃烧室的方法以及一种根据权利要求9的前序部分的内燃机。
【背景技术】
[0002]在内燃机中典型地存在该问题，即由于持续地在至少一个燃烧室中进行的燃烧反应随着时间的推移在燃烧室中形成沉积物(Ablagerung)，其包括例如油灰(Glasche)和/或随燃烧用空气输送的污物。尤其在构造为燃气发动机(Gasmotor)的内燃机中，这样的沉积物可导致爆震(Klopfen)，这又造成内燃机的使用寿命和最大功率的降低。因此需要以预定的间隔或还根据需要清洁这样的内燃机或者使燃烧室免除沉积物。对此典型地设置成停止、拆卸内燃机且机械地清除燃烧室中的沉积物。这极其复杂、尤其时间和成本集中并且意味着须使内燃机在清洁的时间停止，这又造成停工成本(Ausfallkosten)。由英国专利申请文件GB 2 357 318 A得知一种方法，借助于其应已避免在内燃机的燃烧室中沉积物的形成。对此将水引入、尤其喷入燃烧室中，水在那里蒸发。在此水尤其降低燃烧温度，其中，避免形成否则在燃烧室中导致沉积物的氧化硅。该方式不利的是，为了引入水需要复杂的喷射装置。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种方法和一种内燃机，其尤其使能够简单地且成本有利地清除内燃机的该至少一个燃烧室的沉积物。
[0004]通过提供一种带有权利要求1的步骤的方法来实现该目的。在此将气态的物质导入冷却装置中。气态的物质至少在冷却装置上游具有大于0%的相对湿度，该物质即包括带有一定的、不等于零的浓度的水蒸汽。在冷却装置中该物质被冷却到露点之下。由此形成水的凝结物(Niederschlag)。包括凝结物的物质被导入内燃机的燃烧室中，并且在燃烧室中执行燃烧反应。由于在燃烧反应期间压力和温度的提升，凝结物包含的水蒸发，其中，随着相变(PhasenUbergang)尤其产生突然的体积变化。由此覆层(Belag)或沉积物从燃烧室壁剥落。接着将残余物(RUckstand)从燃烧室中导出。概念“残余物”在此一方面包括在燃烧反应中产生的废气、但是另一方面还剥落的覆层，其尤其可与废气一起通过排出阀(Auslassventil)离开燃烧室。燃烧室如此被非常有效地清洁。该方法是成本有利的，因为不需要用于引入水的复杂的装置。而优选地利用气态的物质总归存在的湿度，以在典型地总归设置的冷却装置中形成凝结物，其接着用于该至少一个燃烧室的清洁。在该方法的范围中也不必拆卸和机械地清洁内燃机。而清洁可在内燃机的运行期间且尤其在满功率下进行。由于该清洁方法的效率，最大功率在较长的运行时间段上可供使用且可将损坏构件的爆震效应降低到最小。
[0005]可能的是，该方法附加地导致，由于在燃烧室中蒸发的水存在较低的燃烧温度，这正面地影响内燃机的排放。同样优选地可能的是，在燃烧室中蒸发的水导致不或仅以较小的程度形成氧化硅，从而防止或至少延迟新的沉积物的形成。
[0006]在该方法的范围中可能的是，凝结物在冷却装置中析出。备选地或附加地可能的是，凝结物在将气态的物质从冷却装置导引至该至少一个燃烧室的输入管路中析出。优选地在冷却装置中和/或在输入管路中在气态的剩余物质(Reststoff)中形成由小水滴(Wassertropfchen)构成的雾(Nebel)。
[0007]在该方法的范围中优选地在冷却装置中针对性地将温度选择成使得气态的物质的相对湿度在冷却装置中和/或在冷却装置的下游升至超过100%的值。这是一种典型地在已知的内燃机和用于其运行的方法中有意避免的方式。相反，在常见的冷却装置中将温度典型地始终选择成使得刚好没有凝结物在冷却装置或在冷却装置下游析出。例如对于在带有相对高的空气湿度的热带地区中运行的内燃机在相应的冷却装置中的温度选择得比在带有比较低的空气湿度的地区中运行的内燃机中更高。在该方法的范围中与此相反有意地利用在冷却装置中或在冷却装置下游通过针对性地调整其温度让气态的物质所包括的湿气析出的可能性，以清洁内燃机的该至少一个燃烧室。
[0008]优选一方法，其特征在于，使用由燃烧用空气和燃料构成的气体混合物作为气态的物质。在此优选地使用混合物冷却器作为冷却装置，其优选地布置在气体混合器下游，在气体混合器中将燃烧用空气与燃料、优选地气体混合。就此而言尤其优选根据汽油机原理(Ottoprinzip)工作的内燃机。在该方法的范围中此处利用燃烧用空气的残余湿度(Restfeuchte)和必要时还有燃料的残余湿度，以借助于混合物冷却器产生接着用于清洁燃烧室的凝结物。
[0009]还优选一方法，其特征在于，使用燃烧用空气作为气态的物质。在该情况中优选地应用燃烧用空气冷却器作为冷却装置。该方法的该实施形式特别优选地结合根据柴油机原理(Dieselprinzip)工作和/或燃料直接被引入燃烧室中的内燃机来执行，而之前不将燃料与燃烧用空气混合。在该方法的该实施形式中利用燃烧用空气的相对湿度，并且在燃烧用空气冷却器中或在其下游产生凝结物，其接着被用于清洁燃烧室。
[0010]还优选一方法，其特征在于，使用内燃机的引回的废气作为气态的物质。内燃机在该情况中优选地具有废气再循环(AbgasrUckfUhrung)，经由其将废气连同燃烧用空气输送给该至少一个燃烧室，尤其以降低内燃机的排放或提高内燃机的效率。在该方法的该实施形式中优选地应用废气再循环冷却器作为冷却装置。备选地或附加地可能应用燃烧用空气冷却器作为冷却装置，在其中引回的废气与燃烧用空气一起被冷却。即可能利用引回的废气的相对湿度以在废气再循环冷却器和/或燃烧用空气冷却器中或者在其下游产生最终被用于清洁燃烧室的凝结物。
[0011 ] 还优选一方法，其特征在于，气态的物质在冷却装置上游被压缩。对此优选地设置有压缩机。备选地或附加地可能应用涡轮增压器用于压缩气态的物质。气态的物质优选地在其被输送给冷却装置之前被压缩。以该方式可能借助于冷却装置导出在压缩时产生的热且如此尤其提高该至少一个燃烧室的充填。
[0012]还优选一方法，其特征在于，在冷却装置中使温度一次下降到露点之下。这意味着，在冷却装置中的温度在内燃机的正常运行中被保持在露点之上，这相应于之前所述的常见的方式。仅为了清洁内燃机，在冷却装置中的温度在预先确定的时刻在预先确定的运行时数之后、在内燃机的预先确定的、总共发出的功率之后或者在由内燃机所驱动的机动车的预先确定的经过的行驶路段之后为了该至少一个燃烧室的清洁被一次下降到露点之下。尤其可能在内燃机起动时或就在起动之后来执行该方法。
[0013]备选地可能的是，使在冷却装置中的温度周期性地下降到露点之下。这尤其可有规律地在内燃机重新起动之后、在预先确定的时间之后、在预先确定的运行时数之后、在由内燃机发出的功率的预先确定的间隔之后或者在由内燃机所驱动的机动车的预先确定的行驶路段之后来执行。
[0014]备选地可能的是，使在冷却装置中的温度持久地下降到露点之下或者持久地保持在露点之下的值上。在此不仅得到该至少一个燃烧室的连续的清洁，而且尤其还得到已说明的鉴于减少的或者甚至完全避免的沉积物的新形成的优点。
[0015]最后可能的是，根据需要使在冷却装置中的温度下降到露点之下。在此优选地设置成，间接地或者直接地借助于合适的装置来检测沉积物的形成，其中，当沉积物超过预先确定的量时执行清洁方法、因此使温度下降到露点之下。
[0016]还优选一方法，其特征在于，在冷却装置上游或下游来测量物质的至少一个参数。在此由该至少一个参数来确定物质的露点。以该方式可能在任何时刻将冷却装置中的温度针对性地保持在露点之上或之下，根据是否应执行用于燃烧室清洁的方法。以该方式还可能在不同的外部条件下、尤其在带有不同空气湿度的地区或时刻针对性地在执行该方法的情况下或者在有意地避免该方法的情况下运行内燃机。
[0017]就此而言优选一方法，其特征在于，参数(由其来确定露点)选自物质的压力、温度和相对湿度。特别优选地来测量物质的压力、温度和相对湿度，其中，由所有测量值共同来确定露点。然后非常可靠地可能在任何时刻且在任意使用条件(Einsatzbedingung)下针对性地将在冷却装置中的温度选择成使得来执行或者有意地避免用于燃烧室清洁的方法。
[0018]该目的还通过提供一种带有权利要求9的特征的内燃机来实现。该内燃机包括至少一个燃烧室和用于冷却可输送给燃烧室的物质的冷却装置。该内燃机特征在于控制装置，其构造用于确定待输送给燃烧室的物质的露点，其中，控制装置构造成且与冷却装置有效连接成使得通过控制装置在冷却装置中的温度可下降到露点之下。内燃机尤其优选地构造用于执行根据前述实施形式中任一个所述的方法。
[0019]内燃机优选地构造为往复式活塞发动机(Hubkolbenmaschine)，其中，该方法在内燃机正常的运行期间来执行、尤其还可在全负荷下执行，其中，当执行该方法时借助于冷却装置将由燃