本发明专利技术涉及一种用于运行外源点火的内燃机的方法，所述内燃机包括：通过控制单元控制的点火角调节机构；和具有涡轮及压缩机的废气涡轮增压器，并且在压缩机与内燃机之间的新鲜空气道内设置有节气门；以及用于将压缩空气引入新鲜空气道内的压缩空气吹入设备，其包括至少一个压力罐并包含与该压力罐导气地连接的且能由控制单元开启的空气吹入阀，用于将压缩空气在节气门与内燃机之间引入新鲜空气道中，其中，在新鲜空气道内测量压缩机与节气门之间的第一气体压力和节气门与内燃机之间的第二气体压力，并且节气门能够通过所述控制单元进行控制或者调节。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行具有废气涡轮增压器的外源点火内燃机的方法
本专利技术涉及一种用于运行具有废气涡轮增压器的外源点火内燃机的方法。
技术介绍
关于
，例如参阅国际专利申请WO2009/036992A1和WO2011/015336A1。特别是由WO2011/015336A1公开了一种具有燃烧室的外源点火的往复活塞式内燃机，其具有可运动地设置在其内的活塞，该活塞与曲轴作用连接。燃烧室具有一进气门和一排气门。各气门通过凸轮轴按下述方式与曲轴机械地作用连接，使得它们在活塞的每两个冲程循环各开启和关闭一次，也就是说涉及到四冲程内燃机。另外还设置有一个流体动力学设备，该设备用于在燃烧室前提高进气容积内的压力，该进气容积通过进气门与燃烧室作用连接。此外，所述往复活塞式内燃机还具有一个用于燃油喷射的设备以及一个节气门，该节气门用于影响进气容积内的压力。此外，燃烧室还具有一个附加的增压阀，该增压阀将燃烧室与一个压缩空气罐连接，其中，增压阀通过凸轮轴与曲轴作用连接。另外还存在这样一种机构，该机构用于断开增压阀与曲轴之间的机械式作用连接，使得增压阀在活塞的多个冲程循环期间能被关闭。该已知往复活塞式内燃机的缺点是：所得到的整个系统具有很高的复杂性以及产生很高的费用。例如由欧洲专利文献EP1856388B1公开了一种用于克服柴油内燃机的涡轮空穴(Turboloch，涡轮迟滞)的类似设备。然而与WO2011/015336A1不同，在这个公开文献中，压缩空气罐并非通过内燃机内部的燃烧室填充压缩空气，而是通过一个外部的、由曲轴驱动的压缩机(填充压缩空气)。此外，不是将压缩空气直接吹入往复活塞式内燃机的燃烧室内，而是在废气涡轮增压器与燃烧室之间吹入到进气管中的一个吹入位置。由此，在EP1856388B1的实施例中公开了一种涡轮增压的、具有直列六个气缸的柴油内燃机，各气缸的进气歧管连接在一集流管上，其具有连接法兰，一个新鲜气体管道段以其用于流出的第二端接头连接在该连接法兰上。用于流入的第一端接头则通过一根导管与增压空气冷却器的排气口联接，该空气冷却器的进气口通过一根导管与涡轮压缩机的排气口联接。一个空气滤清器以一根导管与涡轮压缩机的进气口连接。涡轮压缩机构成了废气涡轮增压器的一个部分，该废气涡轮增压器的废气涡轮以其进气口连接在排气总管的排气口上。涡轮压缩机和废气涡轮固定在一根共同的轴上。燃烧室通过排气管道连接在排气总管上。废气涡轮的排气口与排气管联接在一起。通过喷嘴实施对气缸的燃料供应，通过电子控制单元实施对所述喷嘴的调节。加速踏板的接口连接在电子控制单元的一个接口上。控制单元的另一个电气接口与新鲜气体管道段的电气接口联接在一起。新鲜气体管道段具有一个压缩空气接口，该压缩空气接口连接在压缩空气罐的排出接口上。压缩空气罐的供应接口通过导管连接在空气压缩机的压缩空气接口上。在该导管内安装有一个压力调节器和一个空气干燥器。空气压缩机具有一个吸气管接头，该吸气管接头设置有一空气滤清器。空气压缩机的轴通过带传动与涡轮增压的柴油内燃机的曲轴相连接。为了改善加速排放性能，在专利EP1856388B1中提出下述方法：＞测定扭矩要求信号并将数据传输给电子控制单元，＞测定发动机特性值并将数值传输给电子控制单元，＞测定节气门的位置并将数值传输给电子控制单元，＞测定在第一端接头与节气门或者第二端接头与节气门之间在新鲜气体管道段的内腔中的空气压力并将压力值传输给电子控制单元，＞测定在气缸进气门与节气门之间在进气歧管的内腔中的空气压力并将压力值传输给电子控制单元，以及测定在节气门与涡轮压缩机之间在进气歧管的内腔中的空气压力并将压力值传输给电子控制单元，＞为了产生用于开启/关闭暂时吹入进气歧管内的压缩空气阀的操作输出信号，在电子控制单元中对上述数据和测量值进行处理，以及＞在吹入开始时向着“关闭”方向和在吹入结束时向着“开启”方向同时操作节气门。该现有技术具有的缺点是：所述运行方法是针对于自行点火内燃机优化的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种用于运行具有废气涡轮增压器的外源点火内燃机的方法，同时在压缩空气消耗量最小的情况下使得对内燃机的扭矩额定值突变的反应时间最小化。这个目的通过如下所述的方法步骤得以实现。通过本专利技术的方法，在压缩空气消耗量最小的情况下明显地使得对内燃机的扭矩额定值突变的反应时间最小化。为实现这一目标，而提出了下述按照本专利技术的用于运行具有废气涡轮增压器的外源点火内燃机的方法，所述内燃机包括：通过控制单元控制的点火角调节机构；和废气涡轮增压器，该废气涡轮增压器具有设置在用于内燃机的废气的排气管路内的涡轮和设置在用于内燃机的新鲜空气的新鲜空气道内的压缩机，其中，沿着新鲜空气的流动方向在压缩机之后而在内燃机之前设置有节气门；以及压缩空气吹入设备，其包括至少一个压力罐并包含与该压力罐导气地连接的且能由控制单元开启和关闭的空气吹入阀，用于将压缩空气在节气门与内燃机之间引入新鲜空气道中，其中，在新鲜空气道内测量压缩机与节气门之间的第一气体压力p1和节气门与内燃机之间的第二气体压力p2，并且节气门能够通过所述控制单元进行控制或者调节；按照本专利技术的方法包括下述方法步骤用以在压缩空气消耗量最小的情况下将对内燃机的扭矩额定值突变的反应时间最小化：-提高对内燃机的扭矩要求，-开启空气吹入阀并通过控制单元持续地测量第一和第二气体压力p1、p2，-最早随着空气吹入阀的开启通过控制单元关闭节气门，或者，一旦第二压力p2超过第一压力p1，便通过控制单元关闭节气门，-通过控制单元计算输送到内燃机中的第一气体质量流量以及计算与所期望的扭矩相应的第二气体质量流量，-一旦第一气体质量流量大于第二气体质量流量，便将点火角往迟后方向移动，-一旦第一气体质量流量与一个系数ezw,min相乘等于第二气体质量流量，便缓慢地关闭空气吹入阀，-一旦废气涡轮增压器达到限定的转速，便完全关闭空气吹入阀，-一旦第一气体压力p1等于第二气体压力p2，便通过控制单元开启节气门，-以常规方式运行内燃机。若在用于压缩机的新鲜空气道内设置有能够利用溢流阀封闭的压缩机旁路用以绕过压缩机，则提出如下所述的下列进一步的方法步骤：-一旦压缩机达到喘振界限，便通过控制单元开启溢流阀。通过如下所述的下列方法步骤实现这个方法的又一发展设计：-通过控制单元调节或者控制所述溢流阀，使得压缩机不超过喘振界限。通过两个最后提到的方法步骤防止了：压缩机超过其喘振界限并因此基于压力特性而进入喘振范围(Pumpbereich)之中。通过下列方法步骤产生了本专利技术的方法的又一发展设计：-通过控制单元按下述方式持续控制或调节所设有的燃料系统：将在0.97至1.03范围内的燃料/空气比持续地提供给内燃机用于燃烧。通过这个按照本专利技术的方法步骤防止了：例如排放未经燃烧的碳氢化合物。通过使用三元催化转化器，可以将内燃机的排放降至最小程度。所说接近化学计算的燃料/空气比，应理解为在大约0.97至1.03范围内的燃料/空气比，这在实际运行中可视为化学计算的。附图说明下文将参照两个附图进一步详细地阐述本专利技术。图1示意性地示出了用于实施本专利技术方法的按照本专利技术的往复活塞式内燃机的构造；图2a示出了在扭矩额定值突变时往复活塞式内燃机的平均压力的额定值与实际值的第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于运行外源点火的内燃机(1)的方法，所述内燃机包括：通过控制单元(13)控制的点火角调节机构；和废气涡轮增压器(2)，该废气涡轮增压器具有设置在用于内燃机(1)的废气的排气管路(4)内的涡轮(3)和设置在用于内燃机(1)的新鲜空气的新鲜空气道(6)内的压缩机(5)，其中，沿着新鲜空气的流动方向在压缩机(5)之后而在内燃机(1)之前设置有节气门(9)；以及压缩空气吹入设备(10)，其包括至少一个压力罐(11)并包含与该压力罐(11)导气地连接的且能由控制单元(13)开启和关闭的空气吹入阀(12)，用于将压缩空气在节气门(9)与内燃机(1)之间引入新鲜空气道(6)中，其中，在新鲜空气道(6)内测量压缩机(5)与节气门(9)之间的第一气体压力p1和节气门(9)与内燃机(1)之间的第二气体压力p2，并且节气门(9)能够通过所述控制单元(13)进行控制或者调节，其特征在于包括下述方法步骤用以在压缩空气消耗量最小的情况下将对内燃机(1)的扭矩额定值突变的反应时间最小化：‑提高对内燃机(1)的扭矩要求，‑开启空气吹入阀(12)并通过控制单元(13)持续地测量第一和第二气体压力p1、p2，‑最早随着空气吹入阀(12)的开启通过控制单元(13)关闭节气门(9)，或者，一旦第二压力p2超过第一压力p1，便通过控制单元关闭节气门，‑通过控制单元(13)计算输送到内燃机(1)中的第一气体质量流量以及计算与所期望的扭矩相应的第二气体质量流量，‑一旦第一气体质量流量大于第二气体质量流量，便将点火角往迟后方向移动，‑一旦第一气体质量流量与一个系数ezw,min相乘等于第二气体质量流量，便缓慢地关闭空气吹入阀(12)，‑一旦废气涡轮增压器(2)达到限定的转速，便完全关闭空气吹入阀(12)，‑一旦第一气体压力p1等于第二气体压力p2，便通过控制单元(13)开启节气门(9)，‑以常规方式运行内燃机(1)。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.22 DE 102012221403.81.用于运行外源点火的内燃机(1)的方法，所述内燃机包括：通过控制单元(13)控制的点火角调节机构；和废气涡轮增压器(2)，该废气涡轮增压器具有设置在用于内燃机(1)的废气的排气管路(4)内的涡轮(3)和设置在用于内燃机(1)的新鲜空气的新鲜空气道(6)内的压缩机(5)，其中，沿着新鲜空气的流动方向在压缩机(5)之后而在内燃机(1)之前设置有节气门(9)；以及压缩空气吹入设备(10)，其包括至少一个压力罐(11)并包含与该压力罐(11)导气地连接的且能由控制单元(13)开启和关闭的空气吹入阀(12)，用于将压缩空气在节气门(9)与内燃机(1)之间引入新鲜空气道(6)中，其中，在新鲜空气道(6)内测量压缩机(5)与节气门(9)之间的第一气体压力p1和节气门(9)与内燃机(1)之间的第二气体压力p2，并且节气门(9)能够通过所述控制单元(13)进行控制或者调节，其特征在于包括下述方法步骤用以在压缩空气消耗量最小的情况下将对内燃机(1)的扭矩额定值突变的反应时间最小化：-提高对内燃机(1)的扭矩要求，-开启空气吹入阀(12)并通过控制单元(13)持续地测量第一和第二气体压力p1、p2，-最早随着空气吹入阀(12)的开启通过控制单元(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·德尼茨，C·福瑟尔，N·茨加，C·翁德，L·古泽拉，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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