用于驱动内燃机的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:13182921 阅读:72 留言:0更新日期:2016-05-11 14:41
本发明专利技术涉及一种用于驱动内燃机、特别是用于对内燃机进行负载调节和/或负载控制的方法,该内燃机具有:-进气道30和发动机10,该发动机带有多个气缸Ai、Bi和在上游设置于所述气缸Ai、Bi之前的接收器80,其中,进气道30具有:-带压缩机(51)的增压机构和用于绕过该增压机构的旁通管,其中,-给接收器80配设发动机-节流阀DK,给旁通管配设压缩机旁通管-节流阀VBP;并且,在该方法中,根据工作来调节发动机-节流阀DK和/或压缩机旁通管-节流阀(VDPK)的位置,用于影响增压流体。根据本发明专利技术规定,特别是给进气道30配设进气道模型,借助该进气道模型来确定至少一个物质流和/或在发动机10之前的增压流体状态,且特别是基于确定结果,-根据发动机-节流阀DK来调节压缩机旁通管-节流阀VDBK。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于驱动内燃机的方法和装置本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于驱动内燃机特别是燃气-内燃机的方法,该内燃机带有进气道和发动机,发动机带有多个气缸。本专利技术还涉及根据权利要求16的前序部分的用于内燃机的控制机构和根据权利要求18的前序部分的内燃机。内燃机在进气道中具有增压机构和用于绕过增压机构的旁通段。已知的是,内燃机往往使用节流机构来调节负载。内燃机即使在非机动应用情况下也日益按暂态的-即通常非静态的-方式工作,因而调节负载具有重大意义。这特别是对于燃气内燃机来说已表明相当复杂。燃气内燃机的应用领域是移动应用-比如船只行驶领域或者载重车和重型车领域-以及是静止应用,比如整体式电厂,其特别有利地被设计用于波动式的燃气供应。US 6,131,552普遍地公开了一种燃料控制系统,其可以根据测得的发动机工作状态来调节将燃气供应给混合腔。US 6,131,552 A的控制方法或者其它仅与负载有关的燃气配给已表明同样不够用于复杂的调节系统。通常,空气耗费是在增压混合物中输送给内燃机的气态新鲜增压空气的量度,其中,空气耗费也允许判断出进气系统和进气过程的质量。实际空气耗费往往是在增压混合物中的在工作循环期间实际输送给发动机或其气缸的新鲜空气量比例。这种实际上的混合量参照理论上的新鲜增压量,(就自由进气的发动机而言)在环境状态下或者就增压的发动机而言,由冲程几何体积和理论增压密度求得,这里考虑到在压缩机之后或者在增压空气冷却器之后的新鲜增压状态。有一系列因素会影响到输送给气缸的新鲜增压,比如阀门的阀控制时间或开启横截面。原则上,所述新鲜增压由用于确定发动机增压的模型来确定,在该模型之后是进气道模型。但实际上,增压混合物中输送给发动机的新鲜增压在例外情况下仅相当于理论情况。对于发动机而言,空气耗费并非恒定的数字,而是与转速且与进气道和燃烧室的当前几何情况明显相关;为了掌握这种关系,例如可以考虑合适的特性曲线族。同样,进气道模型在发动机控制器中基本上用于通常的比如由EPI 398 490 A2已知的内燃机。这种内燃机的共同之处是,在给进气道-在最简单的情况下作为均匀的压力容器,以便检测空气路径上的动态过程-建模情况下,作为广泛应用的基本构思,通过填充和排空方法来对也称为进气管的进气道的存储特性予以建模。在这里,进气管作为压力容器予以处理,该压力容器通过节流阀瓣被连续地填充空气,发动机通过其进气特性相应于做功冲程通过进气阀从该压力容器吸出空气。但已表明,特别是在内燃机的暂态工作区域内在燃料品质变化情况下对燃气内燃机的燃料供应仍然非常复杂。此外,对于燃气内燃机来说,尤其是为了设计火花塞点火的燃气内燃机,已表明,负载调节通常会有问题,特别是在低负载区域内的和/或在暂态负载区域中的工作会有问题。因此,对于内燃机来说,但特别是对于燃气内燃机来说,在去掉负载和关闭节流阀阀瓣时,通常会出现压缩机喘振,如果废气涡轮增压器的压缩机因为由其输送的燃气物质流的快速减小而暂时地在其工作范围之外运行。此外,燃气发动机的负载接通潜力会非常有限,如果其在静态工作中曾打开过。同时,在压缩机出口和燃烧室入口之间的进气道由部分较大的体积构成,该体积由此存储或排放明显大量的混合物。这尤其适合于如下情况:在发动机的负载和/或转速变化时在各个部分体积内出现压力变化和/或温度变化。但燃气内燃机的仅有条件地匹配于工作点的-特别是由于部分大的体积而不精确的-燃气混合物形成的结果是,由于燃气未燃烧,预计会有高的碳氢化合物排放(HC排放)或者其它的提高的排放(NOx、CO、颗粒等)以及低劣的效率。在燃气发动机工作时,混合物的形成通常在废气涡轮增压的压缩机之前进行;燃气发动机不仅在中央形成混合物情况下,而且在特定于气缸地形成混合物情况下,都涉及到当前的问题。希望特别是在暂态的优选低负载区域中按照负载要求以及根据排放条件有利地设计内燃机的工作,特别是燃气内燃机的燃气工作。在此,本专利技术的目的是,提出一种方法和一种装置,借此将实现使得内燃机尤其是作为燃气内燃机改善工作。本专利技术的目的尤其是,提出针对工作的改善的负载调节。本专利技术的目的尤其是,在暂态的和/或静态的工作中实现改善。优选要避免发动机在暂态工作中出现扭矩突变。优选要在改善的工作方法中规定对节流阀、特别是发动机-节流阀和/或压缩机旁通管-节流阀的改善的控制;特别是即使负载条件改变也要实现避免过度排放。特别是要提出一种改善的可暂态地和/或静态地工作的内燃机,其尤其是作为燃气-内燃机。特别是要-优选基于静态工作-有利地设计负载接通能力。特别是要-优选基于暂态工作-避免压缩机喘振。特别是要在很大程度上避免涡轮增压器必须在其所设计的工作区域之外运行。本专利技术的目的也是解决上述至少一个问题。至少要提出一种替代的解决方案。通过本专利技术,涉及方法的目的采用根据权利要求1的方法来实现。这里涉及一种开篇所述类型的用于驱动内燃机的方法,该内燃机带有:-进气道和发动机和在上游设置于气缸之前的接收器,发动机带有多个气缸,其中,进气道具有:-带压缩机的增压机构和用于绕过增压机构的旁通管,其中,-给接收器配设发动机-节流阀,给旁通管配设压缩机旁通管-节流阀。在该方法中,根据工作来调节发动机-节流阀的位置和/或压缩机旁通管-节流阀的位置,用于影响增压流体。在一种可选的第一方面中,本专利技术规定,确定至少一个物质流和/或发动机之前的增压流体的状态,其方式尤其为,给进气道配设进气道模型,利用该模型来确定至少一个物质流和/或发动机之前的增压流体的状态。本专利技术在第二方面中规定,按照本专利技术-特别是基于确定结果-根据发动机-节流阀来调节压缩机旁通管-节流阀。与在燃气-内燃机上的特别有利的应用相关地,相应地对燃气-空气-混合物的混合物份额进行影响,同时根据工作来调节发动机-节流阀和/或压缩机旁通管-节流阀。根据一种改进,与所述方法的第一方面相关地,给进气道配设进气道模型,利用该模型来确定至少一个混合物物质流和/或混合物状态。根据本专利技术的该设计方案,与所述方法的第二方面相关地,特别是基于确定结果,根据发动机-节流阀来调节压缩机旁通管-节流阀。优选按照控制关系和/或调节关系来实施第一和/或第二方面。有利地,进气道模型特别是规定在内燃机尤其是燃气-内燃机的控制范畴内对进气道进行模拟。虽然发动机控制器中的进气道模型基本上是已知的,但相关的改进基于如下考虑:-恰恰对于应用燃气发动机来说,特别是在压缩机之前形成混合物,和/或在压缩机旁通管上和/或在发动机输送段上进行节流阀控制-开篇所述的通常的建模在该方案中已经不够用了。特别是已表明,所述的燃气物质流不够用,其比如针对静态工作一样直接由混合物质流求得,且仅仅由发动机上的空气耗费来确定。该改进-就本专利技术的第一方面而言-可选择地第一次考虑到如下构思:在增压流体的吸入地点与燃烧室入口地点之间的路段会比较长,因而本身包括比较大的体积,其实际上几乎无法在静态状态下描述。尤其是对于燃气发动机来说,已表明,例如在废气涡轮增压机构的压缩机之前,在混合物形成地点与燃烧室入口地点之间的路段比较长,因而本身包括比较大的体积,其实际上几乎无法在静态状态下描述。部分大的体积因而可以储存或排出明显的混合物物质,如果在各个部分体积中,在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动内燃机、特别是用于对内燃机进行负载调节和/或负载控制的方法,该内燃机具有:‑进气道(30)和发动机(10),该发动机带有多个气缸(Ai、Bi)和在上游设置于所述气缸(Ai、Bi)之前的接收器(80),其中,进气道(30)具有:‑带压缩机(51)的增压机构和用于绕过该增压机构的旁通管,其中,‑给接收器(80)配设发动机‑节流阀(DK),给旁通管配设压缩机旁通管‑节流阀(VBP);并且,在该方法中,根据工作来调节发动机‑节流阀(DK)和/或压缩机旁通管‑节流阀(VDPK)的位置,用于影响增压流体,其特征在于,特别是给进气道(30)配设进气道模型,借助该进气道模型来确定至少一个物质流和/或在发动机(10)之前的增压流体状态,且特别是基于确定结果,‑根据发动机‑节流阀(DK)来调节压缩机旁通管‑节流阀(VDBK)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·弗洛尔A·格勒A·伯恩哈德
申请(专利权)人:MTU腓特烈港有限责任公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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