内燃机制造技术

为了能够实现内燃机的更好的运行状况，设置有如下的内燃机，其具有至少一个燃烧室、至少一个用于将空气输送到燃烧室的进气区段、至少一个用于将废气排放到至少一个废气管中的废气排出端、至少一个光学式颗粒测量传感器和用于控制内燃机的运行状况的控制设备，其中，光学式颗粒测量传感器被设置用于确定废气中的颗粒浓度并且用于向控制设备提供由颗粒浓度推导出的至少一个颗粒浓度信号，并且其中，控制设备被构造基于光学式颗粒测量传感器的颗粒浓度信号直接改变内燃机的运行状况。

Internal-combustion engine

In order to achieve better operational status of internal combustion engine, comprising a combustion engine, which has at least one combustion chamber, at least one used for conveying air into the intake section of the combustion chamber, at least one for emissions to at least a waste gas exhaust pipe in the discharge end, at least one of optical particle measurements the sensor and the operating conditions for the control of an internal combustion engine control device, the optical particle measuring sensor is arranged to determine the particle concentration in the exhaust gas and used to control equipment by at least one particle concentration signal, particle concentration is derived and the control device is configured to directly change the operation condition of the internal combustion engine particle concentration optical signal type of particle measurement based on sensor.

【技术实现步骤摘要】
内燃机
本专利技术涉及一种内燃机，其具有至少一个燃烧室、至少一个用于将空气输送到燃烧室中的进气区段、至少一个用于将废气排放到至少一个废气管中的废气排出端、至少一个光学式颗粒测量传感器和至少一个用于控制内燃机的运行状况的控制设备。本专利技术还涉及一种用于控制内燃机的方法。
技术介绍
现代的内燃机以如下目标来进行研发，以最优的功率在最小的燃料消耗的情况下进行工作。在此，内燃机必须遵循指定的排放限值。为了实现该目的，提供有高度复杂的发动机控制器，尤其是所谓的发动机-废气系统-管理器，其可以在提高发动机功率的情况下降低燃料消耗，其方式是：发动机控制器对助燃空气的输送和燃料的输送进行控制，使得实现最优的燃烧。为此，在发动机研发期间，借助不同的传感机构确定在内燃机运行中的各种参数，以便由这些参数推导出发动机运行特性曲线族，发动机控制器根据该发动机运行特性曲线族来调节内燃机的运行。参数例如可以是油门踏板角度位置、运行温度、废气中的余氧含量、空燃比、发动机进气侧与发动机排气侧之间的压力差或者类似数值。推导出的发动机运行特性曲线族存储在发动机控制器中，从而在行驶运行中可以根据测量到的传感器信号，通过发动机运行特性曲线族对内燃机的当前运行数据进行校正，以便产生相应的控制信号，控制信号能够借助调节机构、例如还有涡轮增压器、燃料喷射器、废气回流阀实现内燃机的最优的运行。换而言之，传感器信号能够实现从存储的发动机运行特性曲线族中确定最优的发动机运行特性曲线，使得由发动机运行特性曲线可以导出合适的控制信号，利用该控制信号可以使内燃机运行于最优的区域中。由DE10124235B4公知了一种以实验室规模的理论方法，该方法测定了内燃机之后的排气系统中的发动机废气的成分的类型、构成和/或浓度，其中，为了上述测定，探测和使用了在研究范围内产生的拉曼射线。也就是说，基本上借助繁琐的光学式光谱学方法对废气进行分析，以便得到测量信息，利用该测量信息可以实行内燃机的上述运行。上述的发动机控制器是高度复杂或昂贵的，并且无法足够快速地或甚至完全不能对短时间效应，例如燃烧的不稳定性、变化的燃料构成，或者还有长时间效应，例如部件磨损或化学老化，作出反应。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供一种内燃机，其可以快速补偿非最优的运行状态。根据本专利技术，该任务通过如下的内燃机来解决，其具有至少一个燃烧室、至少一个用于将空气输送到燃烧室的进气区段、至少一个用于将废气排放到至少一个废气管中的废气排出端、至少一个光学式颗粒测量传感器和用于控制内燃机的运行状况的控制设备，其中，光学式颗粒测量传感器被设置成用于确定废气中的颗粒浓度并且用于向控制设备提供由颗粒浓度推导出的至少一个颗粒浓度信号，并且其中，控制设备被构造成基于光学式颗粒测量传感器的颗粒浓度信号直接改变内燃机的运行状况。因此，根据颗粒测量传感器的颗粒浓度信号，通过控制设备可以直接且实时地影响内燃机的运行状况，而无需与发动机运行特性曲线族进行比较。由此得到的优点是，颗粒测量传感器的颗粒浓度信号被直接地转换成用于控制内燃机的控制信号并且无需费时且复杂地根据发动机运行特性曲线确定控制信号。在此，根据本专利技术，实时被理解为，使用经转换的颗粒浓度信号来控制内燃机的运行状况，不会带来内燃机的运行的明显的延迟。根据优选的实施例，光学式颗粒测量传感器设置在废气排出端或废气管上，优选地，直接在燃烧室之后和/或废气过滤系统之前设置在废气多叉管上。根据另外的优选实施例，光学式颗粒测量传感器基于颗粒密度测量值结合流量测量值确定颗粒浓度。进一步地，根据优选的实施例，控制设备被构造成根据光学式颗粒测量传感器的颗粒浓度信号在高于正常值的颗粒浓度的情况下降低回流的废气的量，或者在低于正常值的颗粒浓度的情况下提高回流的废气的量。由此得到的优点是，能获得内燃机的燃烧室中的最优的燃烧，从而内燃机可以以最优的功率来运行。根据另外的优选实施例，控制设备被构造成根据光学式颗粒测量传感器的颗粒浓度信号降低或提高进气区段中的输送体积。根据另外的优选实施例，控制设备被构造成根据光学式颗粒测量传感器的颗粒浓度信号直接改变燃料的输送。此外，根据优选的实施例，控制设备被构造成根据光学式颗粒测量传感器的颗粒浓度信号直接改变废气的回流和/或进气区段中的输送体积和/或燃料的输送。由此得到的优点是，发动机控制器快速地获得调节输入参量，以便实时地使内燃机运行在最优的燃烧区域中。通过经由调节参量颗粒密度优化后的燃烧，内燃机更好地充分利用燃料。其结果是生成很少的颗粒，该颗粒可能导致废气过滤系统的堵塞。由此，废气系统中的压力损失保持得很小并且内燃机的最大功率保持为长时间可供使用。此外，延长了废气颗粒过滤器的运行寿命。根据另外的优选实施例，光学式颗粒测量传感器是价格低廉的散射光传感器，从而可以有利于成本低廉地制造整个系统。本专利技术的任务还在于，以如下方式改进用于控制内燃机的方法，即，可以快速地补偿非最优的运行状态。根据本专利技术，该任务通过如下的用于控制内燃机的方法来解决，该方法包括以下步骤：借助光学式颗粒测量传感器确定废气中的颗粒浓度；向控制设备提供至少一个由颗粒浓度推导出的颗粒浓度信号；和基于颗粒测量传感器的颗粒浓度信号直接改变内燃机的运行状况。由从属权利要求、下面的说明和附图可得知本专利技术的优选设计方案和扩展方案以及其他优点。附图说明下面借助实施例并参考附图详细阐述了本专利技术。其中：图1示出根据本专利技术的内燃机的优选实施例的示意图。具体实施方式在图1中示出根据本专利技术的内燃机M的优选实施例的示意图，该内燃机在示出的实施例中包括四个燃烧室1或气缸。在内燃机M的进气侧上设置有进气区段2，其与燃烧室1连接并且用于将空气输送到燃烧室1中。优选地，在进气区段2中设置有至少一个空气压缩机VD，使得被吸入的空气可以为了更好燃烧而被压缩。优选地，空气压缩机VD的叶片是能调设的，以便可以使发动机控制器或控制设备6能够对输送量、空气流量和空气预压力进行调整。在内燃机M的排气侧上设置有废气排出端3，其与燃烧室1连接并且用于将废气从燃烧室1排放到至少一个废气管4中。在废气管4中设置有未示出的废气再处理系统，其例如包括催化转换器、尤其是所谓的柴油氧化催化转换器(DOC催化转换器)或选择性催化还原催化转换器(SCR催化转换器)或颗粒过滤器。附加地，废气回流部5与进气区段2连接。在本专利技术的意义下，废气排出端3包括多叉管和在多叉管与废气管4之间的区段，该区段设置在废气回流部5之前。内燃机M借助控制设备6在其运行状况方面受到控制。为此，控制设备6从不同的传感器，例如压力传感器或温度传感器，获得内燃机M的状态测量数据，从而控制设备6可以以存储的燃烧室1中的点火时间点或空气-燃料量-输送的特性曲线为基础控制内燃机M的最优的运行状况。根据本专利技术，设置有至少一个光学式颗粒测量传感器7，其确定废气中的颗粒浓度。在此，根据本专利技术，颗粒浓度被理解为废气中的未燃烧的空气-燃料混合物的份额，并且尤其是空气-燃料混合物的未完全燃烧的组成部分(通常被称为煤烟)的份额。光学式颗粒测量传感器7向控制设备6提供至少一个由测量到的废气中的颗粒浓度推导出的颗粒浓度信号。也就是说，控制设备6直接由光学式颗粒测量传感器7的颗粒浓度信号推导出控制信号，以便直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机(M)，所述内燃机具有至少一个燃烧室(1)；至少一个进气区段(2)，所述进气区段(2)用于将空气输送到所述燃烧室(1)；至少一个废气排出端(3)，所述废气排出端(3)用于将废气排放到至少一个废气管(4)中；至少一个光学式颗粒测量传感器(7)；和控制设备(6)，所述控制设备(6)用于控制所述内燃机(M)的运行状况，其中，所述光学式颗粒测量传感器(7)被设置成用于确定废气中的颗粒浓度并且用于向所述控制设备(6)提供由颗粒浓度推导出的颗粒浓度信号，并且其中，所述控制设备(6)被构造成基于所述光学式颗粒测量传感器(7)的颗粒浓度信号直接改变所述内燃机(M)的运行状况。

【技术特征摘要】
2016.03.18 DE 102016105095.41.一种内燃机(M)，所述内燃机具有至少一个燃烧室(1)；至少一个进气区段(2)，所述进气区段(2)用于将空气输送到所述燃烧室(1)；至少一个废气排出端(3)，所述废气排出端(3)用于将废气排放到至少一个废气管(4)中；至少一个光学式颗粒测量传感器(7)；和控制设备(6)，所述控制设备(6)用于控制所述内燃机(M)的运行状况，其中，所述光学式颗粒测量传感器(7)被设置成用于确定废气中的颗粒浓度并且用于向所述控制设备(6)提供由颗粒浓度推导出的颗粒浓度信号，并且其中，所述控制设备(6)被构造成基于所述光学式颗粒测量传感器(7)的颗粒浓度信号直接改变所述内燃机(M)的运行状况。2.根据权利要求1所述的内燃机(M)，其中，所述光学式颗粒测量传感器(7)设置在所述废气排出端(3)或废气管(4)上，优选地，直接在所述燃烧室(1)之后和/或废气过滤系统之前设置在废气多叉管上。3.根据权利要求1或2所述的内燃机(M)，其中，所述光学式颗粒测量传感器(7)基于颗粒密度测量值结合流量测量值确定颗粒浓度。4.根据前述权利要求1至3中至少一项所述的内燃机(M)，其中，所述控制设备(6)被构造成根据所述光学式颗粒测量传感器(7)的颗粒浓度信号在高于正常值的颗粒浓度的情况下降低回流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡伊·克林德，
申请(专利权)人：西克工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE