用于控制内燃发动机装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于控制内燃发动机装置的方法，该方法包括以下步骤：控制排气阀在进气冲程的一部分期间布置在至少部分打开位置；以及，在排气冲程期间将还原剂提供到从燃烧气缸排出的燃烧气体流的至少一部分中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制内燃发动机装置的方法
本专利技术涉及一种用于控制内燃发动机装置的方法。本专利技术还涉及对应的内燃发动机装置。本专利技术适用于车辆，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆。尽管将主要针对卡车来描述本专利技术，但本专利技术也可适用于其它类型的车辆。
技术介绍
多年来，对内燃发动机的需求已经在稳步增长，并且发动机也在不断发展以满足来自市场的各种需求。减少废气、提高发动机效率(即，减少燃油消耗)和降低发动机的噪音水平是选择车辆发动机时成为重要方面的一些标准。此外，在卡车领域，存在适用的、例如已经确定了所允许的最大废气污染量的法律指令。传统上，内燃发动机的燃烧气缸包括进气阀和排气阀，其中在燃烧气缸内的活塞向下运动期间，进气阀在进气阶段被布置在打开位置。此后，当活塞到达气缸的下止点时，进气阀关闭，并且在燃烧阶段、膨胀阶段和排气阶段期间，进气阀关闭，并且当活塞在下一个即将到来的进气冲程中到达上止点时，进气阀再次打开。此外，选择性催化还原(SCR)通常被设置在燃烧气缸的下游。因此，氮氧化物(NOx)被转化为氮气(N2)和水(H2O)。然而，当运行该SCR时，排气温度应当优选超过预定的温度极限，以便SCR正常起作用。因此，希望改进SCR的运行，特别是在排气的温度相对低的低负荷运行期间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于控制内燃发动机装置的方法，该方法至少部分克服了上述缺陷。这通过根据权利要求1所述的方法来实现。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于控制内燃发动机装置的方法，该内燃发动机装置包括：燃烧气缸，该燃烧气缸容纳能够在燃烧气缸内在下止点与上止点之间移动的往复式活塞；进气阀，该进气阀能够在打开位置与关闭位置之间运行，该进气阀在往复式活塞的进气冲程的至少一部分期间被布置在打开位置，用于允许流体介质流动到燃烧气缸内；以及排气阀，该排气阀能够在打开位置与关闭位置之间运行，该排气阀在往复式活塞的排气冲程的至少一部分期间被布置在打开位置，用于引导燃烧气体流从燃烧气缸流出；该方法包括以下步骤：控制排气阀在进气冲程的一部分期间布置在至少部分打开位置；以及，在排气冲程期间将还原剂提供到从燃烧气缸排出的所述燃烧气体流的至少一部分中。措辞“上止点”和“下止点”应该被解释为活塞在燃烧气缸内的往复运动的相应的上端位置和下端位置。当提到某个阀在上止点和下止点之一处打开和关闭时，应意识到某些公差在特定定义的范围内。例如，当提到进气阀打开时(即，在活塞到达上止点时位于打开位置时)，进气阀不必在活塞的精确上止点位置处打开，而是可以在活塞到达上止点稍微之前打开，或者在活塞离开上止点稍微之后打开。进气冲程是内燃发动机的当活塞从上止点(TDC)移动到下止点(BDC)时的冲程，并且进气(优选为空气的形式)被提供到燃烧室内。另一方面，排气冲程是内燃发动机的当活塞从BDC移动到TDC并通过排气阀排放燃烧后的排气时的冲程。此外，措辞“还原剂”应被理解成是指还原过程中使用的元素。在还原过程中，还原剂失去电子，并且被说成是已经氧化了。能够使用各种类型的还原剂，并且本专利技术不应被解释为限于任何特定种类。然而，作为非限制性示例，该还原剂可以是提供到排气后处理系统中的水基尿素溶液。本公开的专利技术人已经认识到，通过在进气冲程期间的相对短的时间段内打开排气阀，相对温热的排气被强制进入到燃烧室内并与流过进气阀的进气混合。一个优点是：在随后的排气冲程期间排出的燃烧气体的温度升高了。升高的温度将使还原剂能够蒸发以形成氨。所述氨进而使SCR催化剂在低得多的温度下烧掉。因此，实现了改进的SCR催化剂运行。当如上所述地仅运行所述气缸中的一个气缸时，这可能是特别有利的，因为降低了整体效率的潜在损失。根据示例实施例，该还原剂可以在排气阀附近被喷射到所述燃烧气体流中。措辞“附近”应被理解为位于燃烧气缸下游的靠近排气阀的位置。因此，还原剂被喷射到布置在内燃发动机的燃烧室与排气歧管之间的导管中。还原剂应该优选在到达内燃发动机装置的涡轮机之前蒸发。根据一个示例实施例，当活塞在进气冲程期间优选位于离上止点60至120曲柄角度(CAD)之间、更优选地位于离上止点65至115CAD之间、最优选地位于离上止点70至110CAD之间时，排气阀可以被布置在至少部分打开位置。也可以想到其它替代方案。由此，在进气冲程期间，足量的相对温热的排气能够被导入到燃烧室内。根据一个示例实施例，在进气冲程的所述一部分期间，排气阀可以打开到其完全打开能力的5％至45％之间。措辞“打开程度”应被理解为占排气阀的完全打开能力的比例。该打开能力可以优选是长度测量值，以例如毫米为单位进行测量。例如，如果排气阀在排气冲程期间从其关闭位置移动(即，打开)约12毫米，则在进气冲程期间它可以移动约0.6至5.4毫米。当然，其它替代方案也是可以想到的，并且取决于所用的应用、内燃发动机的具体类型等。例如，排气阀可以在进气冲程期间在短的时间段内被完全打开。根据一个示例实施例，该方法可以进一步包括以下步骤：控制内燃发动机装置，以在进气冲程期间将减少体积的流体介质提供到燃烧气缸内。“减少体积的流体介质”应该被解释为使得在进气冲程期间更少量的流体介质(优选为空气)被抽吸到燃烧室内。下文给出了实现这种减少的各种示例替代方案。在进气期间减少流体介质的量是有利的，因为它进一步提高了在排气冲程期间排出的燃烧气体的温度。特别地，在低发动机负荷运行期间，空燃比相对高，即，相对大量的空气和相对少量的燃料被提供到燃烧室。因此，通过在进气冲程期间减少到燃烧气缸内的流体介质的体积来降低该比率。根据一个示例实施例，可以通过控制进气阀在进气冲程的一部分期间布置在关闭位置来实现所述减少体积的流体介质。因此，在进气冲程的进气阀关闭时的所述一部分期间，不允许流体介质进入燃烧室内，由此，当活塞向下朝着BDC移动时，燃烧室内的气体压力水平将降低。根据一个示例实施例，通过控制进气阀在进气冲程期间、在活塞到达下止点之前的一段距离布置在关闭位置，可以实现所述减少体积的流体介质。由此，实现了所谓的早期米勒(Early-Miller)方案。因此，当活塞位于离BDC预定度数的曲柄角度处时，进气阀被布置在关闭位置，并维持在该关闭位置，直到随后的进气冲程开始。根据早期米勒方案控制进气阀的优点在于：例如，凸轮相位器可以用于控制进气阀的正时。然而，该进气阀的正时可以通过其它方式控制，例如通过下文将进一步描述的流量可控入口致动器。这同样适用于控制排气阀的阀正时。根据一个示例实施例，可以通过控制被定位在进气阀上游并与进气阀流体连通的进气节气门来实现所述减少体积的流体介质。因此，可以通过控制该节气门或通过控制进气阀的正时，或者通过控制该节气门和进气阀二者来实现到燃烧室内的流体介质的减少。因此，该节气门被定位成使得流体介质在被引导到燃烧室内之前通过该节气门。流体介质被引导通过该节气门，并经由进气阀进入燃烧室内。根据示例实施例，该内燃发动机装置可以包括多个燃烧气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制内燃发动机装置(100)的方法，所述内燃发动机装置包括：/n-燃烧气缸(102)，所述燃烧气缸(102)容纳能够在所述燃烧气缸内在下止点与上止点之间移动的往复式活塞(101)；/n-进气阀(104)，所述进气阀(104)能够在打开位置与关闭位置之间运行，所述进气阀在所述往复式活塞的进气冲程的至少一部分期间被布置在所述打开位置，用于允许流体介质流动到所述燃烧气缸内；以及/n-排气阀(106)，所述排气阀(106)能够在打开位置与关闭位置之间运行，所述排气阀在所述往复式活塞的排气冲程的至少一部分期间被布置在打开位置，用于引导燃烧气体流从所述燃烧气缸流出；所述方法的特征在于包括以下步骤：/n-控制(S1)所述排气阀(106)在所述进气冲程的一部分期间布置在至少部分打开位置；以及/n-在所述排气冲程期间将还原剂提供(S2)到从所述燃烧气缸排出的所述燃烧气体流的至少一部分中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制内燃发动机装置(100)的方法，所述内燃发动机装置包括：
-燃烧气缸(102)，所述燃烧气缸(102)容纳能够在所述燃烧气缸内在下止点与上止点之间移动的往复式活塞(101)；
-进气阀(104)，所述进气阀(104)能够在打开位置与关闭位置之间运行，所述进气阀在所述往复式活塞的进气冲程的至少一部分期间被布置在所述打开位置，用于允许流体介质流动到所述燃烧气缸内；以及
-排气阀(106)，所述排气阀(106)能够在打开位置与关闭位置之间运行，所述排气阀在所述往复式活塞的排气冲程的至少一部分期间被布置在打开位置，用于引导燃烧气体流从所述燃烧气缸流出；所述方法的特征在于包括以下步骤：
-控制(S1)所述排气阀(106)在所述进气冲程的一部分期间布置在至少部分打开位置；以及
-在所述排气冲程期间将还原剂提供(S2)到从所述燃烧气缸排出的所述燃烧气体流的至少一部分中。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述还原剂在所述排气阀(106)附近被喷射到所述燃烧气体流中。


3.根据权利要求1或2中的任一项所述的方法，其中，当所述活塞在所述进气冲程期间优选位于离上止点60至120曲柄角度(CAD)之间、更优选位于离上止点65至115CAD之间、最优选位于离上止点70至110CAD之间时，所述排气阀(106)被布置在所述至少部分打开位置。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述进气冲程的所述一部分期间，所述排气阀被打开到其完全打开能力的5％至45％之间。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
-控制(S3)所述内燃发动机装置(100)，以在所述进气冲程期间将减少体积的流体介质提供到所述燃烧气缸内。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过控制所述进气阀(104)在所述进气冲程的一部分期间布置在关闭位置来实现所述减少体积的流体介质。


7.根据权利要求5或6中的任一项所述的方法，其中，通过控制所述进气阀(104)在所述进气冲程期间、在所述活塞到达所述下止点之前的一段距离布置在关闭位置来实现所述减少体积的流体介质。


8.根据权利要求5-7中的任一项所述的方法，其中，通过控制被定位在所述进气阀上游并与所述进气阀流体连通的进气节气门(108)来实现所述减少体积的流体介质。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述内燃发动机装置包括多个燃烧气缸(102、102’)，所述多个燃烧气缸中的每一个燃烧气缸容纳一个相应的往复式活塞，其中，针对所述多个燃烧气缸中的单个燃烧气缸执行以下步骤：控制所述排气阀在所述进气冲程的一部分期间布置在所述至少部分打开位置；以及，在所述排气冲程期间将还原剂提供到从所述燃烧气缸排出的所述燃烧气体流的至少一部分中。


10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
-确定所述内燃发动机装置的发动机负荷；和
-控制所述排气阀(106)在所述进气冲程的一部分期间布置在至少部分打开位置；以及，仅当所述发动机负荷低于预定的阈值极限时，才在所述排气冲程期间将还原剂提供到从所述燃烧气缸排出的所述燃烧气体流的至少一部分中。


11.一种内燃发动机装置(100)，包括：
-燃烧气缸(102)，所述燃烧气缸(102)容纳能够在所述燃烧气缸内在...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔内·安德松，伦纳特·安德森，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE