CN101943067B - 运行内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机(10)的方法，其中向内燃机(10)的燃烧室(12)供给燃烧空气，燃烧空气借助于脉冲增压装置(32)压缩，其中这样地控制脉冲增压装置(32)，即选择地在一个第一运行状态下对燃烧空气进行压缩以支持一个涡轮增压器(40)的压缩机(36)或者在一个第二运行状态下对借助于压缩机(36)压缩的燃烧空气进行冷却。

Description

运行内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行内燃机的方法，其中向内燃机的燃烧室供给燃烧空气，燃烧空气借助于脉冲增压装置压缩。
本发明此外涉及一种计算机程序以及一种用于内燃机的控制器。
背景技术
脉冲(惯性)增压装置被用于在进气冲程期间封闭内燃机的进气道，从而在内燃机活塞向下死点方向运动期间在燃烧室中形成负压。如果此时脉冲增压装置以突然的方式被打开，那么由于燃烧室中的负压使得进气空气柱被加速，从而形成一种脉冲式的压力波，该压力波进入燃烧室中。然后通过及时关闭脉冲增压装置，可以防止过压波泄出，从而在整体上产生对燃烧空气的压缩。
压缩燃烧空气有助于改善内燃机的扭矩特性。但是压缩燃烧空气也带来内燃机爆震趋势不希望的增大。
发明内容
相应地，本发明的任务上提供一种运行内燃机的方法，通过该方法改善内燃机的响应特性并减小内燃机的爆震趋势。
在开头所述类型的方法中，这个任务按照本发明是这样解决的，即选择地在一个第一运行状态下对燃烧空气进行压缩以支持涡轮增压器的压缩机或者在一个第二运行状态下对借助于压缩机压缩的燃烧空气进行冷却。
有利的扩展方案在从属权利要求中给出。此外在以下的说明中和在附图中包含对于本发明重要的特征，这些特征不仅独自地而且在不同的组合上对于本发明都是重要的，而不需要对此再三明确地指出。
按照本发明的方法使得脉冲增压装置不仅能够用于压缩燃烧空气而且可以用于冷却通过涡轮增压器压缩的燃烧空气。为了冷却燃烧空气，这样控制脉冲增压装置，使得在内燃机的燃烧室中能够进行一种对燃烧室产生脉冲冷却的膨胀过程。
脉冲增压装置可以包括脉冲增压阀，它与燃烧室的进气阀分开地设置。这能够在脉冲增压阀和进气阀之间提供一个用于储存进气空气的储存室。
但是脉冲增压装置也可以包括以燃烧室的进气阀的形式设置的脉冲增压阀。由此可以提供一种结构特别简单的脉冲增压装置。
按照本发明的一个实施形式规定，在第一运行状态下在关闭并且接着打开脉冲增压装置之后，在燃烧空气被最大压缩的时刻关闭脉冲增压装置。这样可以达到对涡轮增压器的压缩机的最大支持。
此外优选，在第二运行状态下在关闭并且接着打开脉冲增压装置之后，在燃烧空气被最小压缩的时刻关闭脉冲增压装置。与第一运行状态相比，脉冲增压装置例如可以更早或更迟地实施。
此外优选，该方法在从内燃机的部分负荷运行转变到内燃机的全负荷运行中实施。在这种运行转变时，借助于脉冲增压支持涡轮增压器是特别有利的。因为与仅仅借助于涡轮增压器增压相比，燃烧空气能够被更快地增压，从而能够更早地提供更大的扭矩。
如果内燃机低于一个可预先设定的最大转速和/或点火角效率超过一个可预先设定的最小效率，则以有利的方式选择第一运行状态。由此通过提供附加的增压压力可以改善内燃机的尤其是在低转速下的响应性能。由此也间接地提高废气涡轮增压器的涡轮和压缩机的效率。
点火角效率描述了具有最佳点火角且没有主动爆震限制的最佳效率与点火角处于爆震极限上的当前效率的比。随着负载增大，爆震限制升高而点火角效率下降。
如果内燃机超过一个可预先设定的最小转速和/或点火角效率低于一个可预先设定的极限值，则以有利的方式选择第二运行状态。这可以使得脉冲增压装置不被用于支持涡轮增压而是用于增压空气的冷却并且由此用于改善点火角效率。由此考虑了废气涡轮增压器随着负载和转速的增大而具有越来越小的支持需求。
按照本发明的一个有利的扩展方案，在第一运行状态和/或第二运行状态下进行换气，在该换气时至少暂时地同时打开脉冲增压装置和燃烧室的排气阀。这也可以称为“扫气”。例如脉冲增压装置在几度的曲轴转角(例如10°)上至少部分地被打开。只有在此之后才为了产生负压关闭脉冲增压装置。这种方法的优点在于减少燃烧室中的残余气体，进一步减小爆震趋势，进一步改善燃烧室的充气以及对废气涡轮增压器的附加支持。
特别重要的是以一种计算机程序的形式实现按照本发明的方法，该计算机程序可以储存在一种电子存储介质上并且可以以这种形式分配给控制内燃机的控制器。
本发明的其它优点和细节由以下的说明中得出，在该说明中在参照附图下示出了本发明的不同实施例。其中在权利要求中和在说明书中提及的特征不论是单独地或者任意组合地对本发明都是重要的。
以下参照附图描述本发明的一个实施形式。
附图说明
附图中所示：
图1是具有脉冲增压装置的内燃机的示意图；
图2是用于运行内燃机的方法的过程示意图；
图3是用于在第一运行状态下运行脉冲增压装置的示意图；
图4是用于在第二运行状态下运行脉冲增压装置的示意图。
具体实施方式
图1中示意示出了一台内燃机并且整体上用标记10表示。内燃机10具有至少一个燃烧室12，借助于一个没有示出的曲轴使活塞14在其中上下运动。为了控制供给到燃烧室12中的燃烧空气，设有进气阀16。为了控制排出燃烧室12的废气，设有排气阀18。
内燃机10包括用于过滤新鲜空气的空气过滤器20。为了控制被过滤过的新鲜空气流，设有节流阀22。借助于控制器24控制节流阀22，为此控制器处理行驶踏板26的信号。
节流阀22的下游连接有收集区28，该收集区通入进气道30中。进气道30中设置脉冲增压装置30，它具有脉冲增压阀34，通过该脉冲增压阀可以将进气道30关闭或打开。
为了压缩新鲜空气，设有压缩机36，它用涡轮38驱动。涡轮38本身由排出燃烧室12的废气驱动。压缩机36和涡轮38一起形成涡轮增压器40。
为了冷却通过涡轮增压器压缩的燃烧空气，设有增压空气冷却器42。
排出燃烧室12的废气被引导通过涡轮38并且达到废气排出管道44。
为了控制供给涡轮38的废气流，可以设置相应的阀，例如废气调节阀和/或尤其是可以调节的旁通阀。
控制器24控制脉冲增压装置32的脉冲增压阀34。为了使内燃机10这样地运行，即不仅能够提供大的扭矩，而且能够避免爆震运行，执行在图2中示意示出的方法。
在阶段46中通过操作行驶踏板26要求内燃机10的全负荷运行点。在阶段48中打开节流阀22，从而在进气道30中建立压力，尤其是建立在环境压力上。
在阶段50中在第一运行状态下运行脉冲增压装置32(参见图3)。
在阶段52中在第二运行状态下运行脉冲增压装置32(参见图4)。
当满足一个或多个条件54时，实施阶段50(第一运行状态，图3)。尤其是必须满足以下全部条件：(1)点火角效率大于一个可预先设定的极限值，(2)内燃机10的转速小于一个可预先设定的最大转速(例如小于大约2000转/分钟)。如果满足了上述条件，那么在一个可选择的阶段56中在一个换气OT的范围内同时打开脉冲增压阀34和排气阀18(扫气)。
在内燃机10的进气冲程期间，脉冲增压装置32先被关闭，然后再次打开并且在燃烧室12中具有压力最大值p_max的一个时刻时关闭。
对阶段52的运行(第二运行状态，图4)优选与满足至少一个以下条件58，尤其是满足全部以下条件58联系起来：(1)点火角效率小于一个可预先设定的极限值，(2)内燃机10的转速大于一个可预先设定的最小大转速(例如大于大约2000转/分钟)。
如果满足条件58，那么也可以选择地运行阶段56，该阶段已经在前面关于阶段50进行了描述。
在关闭和打开脉冲增压装置32之后，在一个时刻时关闭该脉冲增压装置，在该时刻，燃烧室12中具有最小压力。由此可以通过增压空气的膨胀和相应的冷却改善内燃机10的爆震特性。

Claims (8)

1.用于运行内燃机（10）的方法，其中向内燃机（10）的燃烧室（12）供给燃烧空气，燃烧空气借助于脉冲增压装置（32）压缩，其特征在于，这样地控制脉冲增压装置（32），选择地在一个第一运行状态下对燃烧空气进行压缩以支持一个涡轮增压器（40）的压缩机（36）或者在一个第二运行状态下对借助于压缩机（36）压缩的燃烧空气进行冷却，其中，当内燃机（10）低于一个预先设定的最大转速和/或当点火角效率超过一个预先设定的极限值时，选择第一运行状态，并且当内燃机（10）超过一个预先设定的最小转速和/或当点火角效率低于一个预先设定的极限值时，选择第二运行状态。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，脉冲增压装置（32）包括脉冲增压阀（34），它与燃烧室（12）的进气阀（16）分开地设置。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，脉冲增压装置（32）包括脉冲增压阀（34），它以燃烧室（12）的进气阀（16）的形式设置。
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在第一运行状态下在关闭并且接着打开脉冲增压装置（32）之后，脉冲增压装置（32）在燃烧空气被最大地压缩所处于的时刻关闭。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二运行状态下在关闭并且接着打开脉冲增压装置（32）之后，脉冲增压装置（32）在燃烧空气被最小地压缩所处于的时刻关闭。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在从内燃机（10）的部分负荷运行转变到内燃机（10）的全负荷运行中实施所述方法。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一运行状态和/或第二运行状态下进行换气，在该换气时至少暂时地同时打开脉冲增压装置（32）和燃烧室（10）的排气阀（18）。
8.用于内燃机（10）的控制器（24），其特征在于，所述控制器（24）被配置成用于实施按照前述权利要求1至7之一所述的方法。
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