CN101603454B - 增压空气冷却器除冰 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机(1)的方法，该内燃机具有至少一个增压器(2)、至少一个连接在该增压器下游的增压空气冷却器(9)、至少一个与该增压空气冷却器(9)相连接的冷却回路(13)以及至少一个用于调控该增压器(2)的压力调节装置(7)。本发明提出，应用增压空气的压差确定来判定增压空气冷却器(9)的结冰状态。此外，本发明还包括一种用于实施所述方法的内燃机。

Description

增压空气冷却器除冰
技术领域
本发明涉及一种用于运行内燃机的方法，该内燃机具有至少一个增压器、至少一个连接在该增压器下游的增压空气冷却器、至少一个与增压空气冷却器相连接的冷却回路和至少一个用于调控增压器的压力调节装置。
背景技术
开头所述类型的内燃机已为公众所知。配属于该内燃机的增压器用于在进入燃烧室之前压缩输入内燃机的空气。与无增压器的内燃机相比，这种措施提高了可用于燃烧的空气量或空气流量，亦即每单位时间的空气质量流量。由于提高了可用于燃烧的空气量，可显著增大内燃机的功率。然而，对输入介质——特别是空气——的压缩造成温度上升。这首先直接归因于所述压缩，但是例如由于摩擦效应或者由地从被加热的介质或涡轮机侧的热输入也可使增压器的压缩机侧在运行期间升温，因而正是在压缩比低的情况下介质的温度进一步升高。
人们并不希望出现这种介质温度升高，因为其降低了内燃机的效率。一方面空气密度随着温度升高而减小，因而在燃烧室体积不变的情况下可用于燃烧的空气质量减少；另一方面内燃机热力学循环过程的效率由于进气温度上升而下降。为避免这个缺点，可借助增压空气冷却器将从增压器输入内燃机的增压空气再次冷却到低的温度水平。增压空气冷却器通常连到一冷却回路上，因此用作冷却流体和增压空气之间的热交换器。为能够调控内燃机的增压压力，设置有压力调节装置。通过该压力调节装置，可使经压缩的空气重新到达增压器上游的区域，从而存在一循环。特别是在外部温度低的情况下，大量冷空气会直接进入增压空气冷却器中，导致增压空气冷却器中形成冰。这使增压器与发动机之间的压力损失增大，因此使增压器或者说内燃机的效率下降。特别是在进行曲轴箱换气期间情况更是如此。在这种情况下，包含在空气中的水分可冷凝在增压空气冷却器上，从而形成冰。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于运行内燃机的方法，以便能够简单地识别出、并通过相应措施来消除增压空气冷却器的这种结冰状态。
根据本发明，所述目的通过一种用于运行内燃机的方法来实现，该内燃机具有：
-至少一个增压器，
-至少一个连接在该增压器下游的增压空气冷却器，
-至少一个与该增压空气冷却器相连接的冷却回路，以及
-至少一个用于调控该增压器的压力调节装置，
其特征在于，对增压空气进行压差确定以判定增压空气冷却器的结冰状态，在判定出增压空气冷却器的结冰状态时，通过由压力调节装置将增压比调高来提高输入侧的温度水平。
根据本发明确定增压空气的压差，以便能判定出增压空气冷却器的结冰状态。如果在增压空气冷却器的冷却装置中形成冰颗粒，便会使压力损失增大。因此通过确定在不同位置处的压力能判定出压差提高、特别是内燃机侧压力下降。
本发明的一种改进方案规定，所述压差确定实施为对增压空气冷却器的输入侧和输出侧的压差测量和/或以一模型来实施。通过将承压位置(Druckaufnahmestelle)定位在增压空气冷却器的进气结构和排气结构上，检测在整个增压空气冷却器上的压降，而不仅仅是在部分区域的压降。因此，这是承压位置的最高效的布置方式。此外，在根据本发明的一种设计中，压力测量装置不是必须设置在增压空气冷却器本身中，也可以设置在连接元件上。这不但简化了增压空气冷却器的制造，而且简化了各发动机元件的更换。替代地，也可以一模型或一模拟压力进行校准/平衡/比较。亦即不必在所有位置上设置压力测量装置。
本发明的一种有利的改进方案规定，在判定出增压空气冷却器的结冰状态时，提高输入侧的温度水平。通过提高流入增压空气冷却器中的流体温度，使得存在于增压空气冷却器中的冰溶化，从而消除当前在增压空气冷却器上的压力损失。
本发明的一种改进方案规定，通过由压力调节装置将增压比调高和/或减小冷却回路的功率来提高所述输入侧的温度水平。在此，压力调节装置这样与节流阀/节气门相关联地进行调节，从而在质量流量相同的情况下得到较高的增压比。此外，例如通过停止在冷却回路中包括的泵使冷却回路的功率降低，以此加强对增压空气冷却器的加热效果。
本发明的一种改进方案的特征在于，在曲轴箱换气期间和/或在曲轴箱换气之后应用前述方法。
本发明还包括一种特别是用于实施前述方法的内燃机，该内燃机具有至少一个增压器、至少一个连接在增压器下游的增压空气冷却器、至少一个与增压空气冷却器相连接的冷却回路和至少一个用于调整增压器的压力调节装置，其中在增压空气冷却器上设置有压差确定装置。压差的确定也可通过应用模型来实施。
附图说明
附图借助一实施例示出本发明，在附图中：
图1示出一内燃机的示意图。
附图标记列表：
1内燃机
2增压器
3空气滤清器
4节流装置
5节流阀
6输出侧
7压力调节装置
8进气接管
9增压空气冷却器
10发动机气缸体
11气缸室
12排气管路
13冷却回路
14泵
15热交换装置
16输入侧
17输出侧
具体实施方式
图1示出一内燃机1的局部。内燃机1具有增压器2，该增压器通过空气滤清器3和具有节流阀5的节流装置4吸入外部空气。在增压器2中使空气达到较高的压力水平，因而也达到较高的温度水平。通过压力调节装置7能调节绕增压器2循环的空气体积流量，进而调控输入内燃机1的空气量。亦即可通过压力调节装置7使空气从增压器2的输出侧6再进入增压器2上游的进气接管8中，从而通过压力调节装置7来调节增压器2的输出侧6的压力。在增压器2的输出侧6上连接有增压空气冷却器9。这些增压空气冷却器用于使被增压器2加热的空气重新回到较低的温度水平上，从而提高内燃机1中的空气的密度。空气从增压空气冷却器9流入内燃机1的发动机气缸体10中，特别是通过进气门(未示出)流入气缸室11中。在气缸室11中燃烧后，所产生的排气通过排气管路12排出发动机气缸体10。增压空气冷却器9连到一冷却回路13上，该冷却回路通过冷却流体冷却增压空气冷却器。为此冷却回路13具有一泵14，通过该泵输送冷却流体使之穿过增压空气冷却器9并穿过一热交换装置15。如果通过一未示出的压差测量装置判定出增压空气冷却器9的输入侧16与输出侧17之间存在压差，则调节压力调节装置7以使增压器的增压比提高。有帮助地，可以特别是通过减小泵14的输送功率，特别是甚至停止泵14，来降低冷却回路13的冷却功率。从而使增压空气冷却器9的输入侧的温度水平提高。该提高的温度水平使存在于增压空气冷却器9中的冰颗粒溶化。由此，增压空气冷却器9中的压力损失减小，输出侧17上的压力相对于增压空气冷却器9的输入侧16上的压力升高。通过降低冷却回路13的功率，从空气中吸出的热量减少。通过由此致使增压空气冷却器9升温，使所述效果进一步加强，使冰较大量地溶化。

Claims (4)

1.一种用于运行内燃机的方法，该内燃机具有：
-至少一个增压器，
-至少一个连接在该增压器下游的增压空气冷却器，
-至少一个与该增压空气冷却器相连接的冷却回路，以及
-至少一个用于调控该增压器的压力调节装置，
其特征在于，对增压空气进行压差确定以判定增压空气冷却器(9)的结冰状态，在判定出增压空气冷却器(9)的结冰状态时，通过由压力调节装置(7)将增压比调高来提高输入侧的温度水平。
2.根据权利要求1所述的用于运行内燃机的方法，其特征在于，所述压差确定实施为对增压空气冷却器(9)的输入侧和输出侧的压差测量和/或以一模型来实施。
3.根据权利要求1所述的用于运行内燃机的方法，其特征在于，通过由压力调节装置(7)将增压比调高和减小冷却回路(13)的功率来提高所述输入侧的温度水平。
4.根据权利要求1所述的用于运行内燃机的方法，其特征在于，在曲轴箱换气期间和/或在曲轴箱换气之后应用所述方法。
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