CN107013382B - 用于将空气输送给内燃机的气缸的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将燃料燃烧所需的空气输送给内燃机(11)的气缸(10)的系统，其带有：吸入式空气过滤器(15)，可经由吸入式空气过滤器(15)引导被吸入的空气(12)以用于净化该空气；以及从吸入式空气过滤器(15)在向着内燃机(11)的气缸(10)的方向上引导的空气管路(16)，其中，在吸入式空气过滤器(15)下游，测量空气管路(17)联结到空气管路(16)处或吸入式空气过滤器(15)的区域处，测量空气管路(17)关联有至少一个传感器(18)，借助于传感器(18)可检测测量空气(19)的至少一个特性，其中，可仅仅由于沿着测量空气管路(17)的压力落差经由测量空气管路(17)并且由此经由传感器(18)引导测量空气(19)。

Description

用于将空气输送给内燃机的气缸的系统
技术领域
本发明涉及一种用于将燃料燃烧所需的空气输送给内燃机的气缸的系统。
背景技术
为了能准确地控制或调节内燃机、尤其地利用重油运行的船用内燃机的运行，对内燃机的确定的运行参数的了解是有利的，如此以来例如对内燃机运行所处的当前环境条件的了解，和/或对直接在内燃机上游的压缩空气条件或燃烧用空气条件的了解。从实践中已经已知，借助于传感器在测量技术上检测环境条件，那么例如环境空气的空气温度和/或空气湿度和/或空气压力，其中，为此借助于泵或借助于鼓风机或其它空气输送装置主动地将环境空气输送给相应的传感器，以测定当前环境条件。例如，可由测量技术上检测的关于环境空气的环境条件以计算的方式算出直接在内燃机上游的压缩空气或燃烧用空气的至少一个参数。
由实践已知的借助于泵或鼓风机进行的环境空气给传感器的主动输送需要相对高的装置技术方面的成本。存在的需求是，以更低的成本测定环境空气的条件或燃烧用空气或压缩空气的条件。
发明内容
由此出发，本发明的目的在于实现一种用于将空气输送给内燃机的气缸的新型系统。
该目的通过一种系统来实现。
根据本发明，在吸入式空气过滤器下游，测量空气管路联结到空气管路处或内燃机的吸入式空气过滤器的区域处，其中，测量空气管路关联有至少一个传感器，借助于该传感器可检测测量空气的至少一个特性，其中，可仅仅由于沿着测量空气管路的压力落差，经由测量空气管路并且由此经由传感器引导测量空气。
本发明实现，省去用于在向着相应的传感器的方向上输送空气的泵或鼓风机。可仅仅由于沿着测量空气管路的压力落差，经由相应的传感器导引待通过传感器的引导的空气，该空气可以是环境空气或者也可以是压缩空气。
根据有利的改进方案，测量空气管路在吸入式空气过滤器下游或者在吸入式空气过滤器的区域处以及在如有可能集成到空气管路中的压缩机上游作用在空气管路处，从而由于在测量空气管路的作用在空气管路处或吸入式空气过滤器处的端部处的负压，测量空气流经测量空气管路或所述一个或每个传感器。由此，可以尤其简单的方式调整沿着测量空气管路的相应的压力落差，以便于引导空气经过相应的传感器。在此，本发明的该改进方案用于检测至少一个环境空气的条件，即在带有废气涡轮增压器的内燃机的情况中检测尚未被压缩的空气的至少一个条件。
根据备选的有利的改进方案，压缩机被集成到内燃机的空气管路中，其中，测量空气管路在压缩机下游作用在空气管路处，从而由于在测量空气管路的作用在空气管路处的端部处的过压，测量空气经由测量空气管路远离空气管路地流经所述一个或每个传感器。那么优选地，测量空气管路在集成到空气管路中的压缩空气冷却器下游、直接在内燃机的上游作用在空气管路处。利用本发明该改进方案，可检测已经压缩的压缩空气的至少一个条件。这样的实施方案尤其有利的是，在其中，测量空气管路直接在内燃机的上游作用在引导到内燃机的气缸的压缩空气管路处，以便于在测量技术上检测压缩空气(如到达气缸中的压缩空气)的至少一个条件。
优选地，测量空气管路关联有温度传感器和/或压力传感器和/或湿度传感器。为了内燃机的最优的运行，检测空气温度和/或空气压力和/或空气湿度是尤其优选的。
附图说明
在不限制本发明的情况下，根据附图详细阐述本发明的实施例。
其中：
图1显示了用于将空气输送给内燃机的气缸的第一根据本发明的系统的方框图；
图2显示了用于将空气输送给内燃机的气缸的第二根据本发明的系统的细节；
图3显示了图2的细节；
图4显示了用于将空气输送给内燃机的气缸的第三根据本发明的系统的方框图；以及
图5显示了用于将空气输送给内燃机的气缸的第四根据本发明的系统的方框图。
附图标记清单
10 气缸
11 内燃机
12空气
13燃料
14废气
15吸入式空气过滤器
16空气管路
17测量空气管路
18传感器
19测量空气
20端部
21端部
22测量空气过滤器
23壳体
24涡轮增压器
25压缩机
26涡轮
27压缩空气冷却器。
具体实施方式
本发明涉及一种用于将燃料燃烧所需的压缩空气输送给内燃机的气缸的系统。
图1显示了用于将燃料燃烧所需的空气输送给内燃机11的气缸10的根据本发明的第一系统的方框图。根据图1的方框图，将空气、确切地说燃烧用空气12、同样地例如燃料13输送给内燃机11的气缸10。在燃料13燃烧的情况中，在气缸10中出现的废气14被从内燃机10中导出。图1中显示的内燃机11是不带有废气涡轮增压器的内燃机，相应地，被吸入的空气12优选地仅经由吸入式空气过滤器15被引导，以便于净化被吸入的空气12且之后输送给气缸10以用于燃料13的燃烧。被吸入的且净化的空气12经由所谓的空气管路16被输送给内燃机11的气缸10。
根据图1，测量空气管路17在吸入式空气过滤器15下游联结到空气管路16处，空气管路16将被吸入且净化的空气12输送给内燃机11的气缸10。测量空气管路17关联有至少一个传感器18，借助于该传感器可检测测量空气19的至少一个特性。在此，经由所述一个或每个传感器18被引导的测量空气19相应于经由吸入式空气过滤器15被引导的空气12，其相应地为环境空气。待经由所述一个或每个传感器18引导的被称为测量空气19的空气可仅由于沿着测量空气管路17的压力落差经由测量空气管路17并且由此经由传感器18引导。
在根据图1的实施例中，测量空气管路17直接在吸入式空气过滤器15的下游作用在空气管路16处，从而由于测量空气管路17的在作用在空气管路16处的端部20处相对于测量空气管路17的另一端部21的负压，测量空气19经由测量空气管路17和一个或每个传感器18在向着空气管路16的方向上流动。
图2显示了本发明的变型方案，在其中，测量空气管路17作用在吸入式空气过滤器15的区域处，从而由于在测量空气管路17的作用在吸入式空气过滤器15处的端部20处的负压，测量空气19流经测量空气管路17和一个或每个传感器18。
在此，如可从图2中获悉的那样，传感器18定位在测量空气管路17的相对的端部21处，其中，传感器18被测量空气过滤器22包围，以便事先净化由于沿着测量空气管路17的压力落差经由相应的传感器18被引导的且在向着气缸11的方向上流动的测量空气19。
根据图3，在此传感器18被集成到测量空气过滤器22中，其中，由传感器18和测量空气过滤器22组成的单元装配在吸入式空气过滤器15的壳体区段23处。在此，传感器18与测量空气过滤器22一起在吸入式空气过滤器15的壳体区段23处的装配优选地实施成，使传感器18与吸入式空气过滤器15的壳体在振动技术上退耦。相应地，在吸入式空气过滤器15处的振动不导致也激励传感器18振动或震动。这例如可由此来实现，即传感器18振动退耦地支承在测量空气过滤器22中。
此外，由于测量管路连接17，传感器18也可远离发动机地来布置，从而发动机的振动不作用到传感器上。
图4显示了用于将空气输送给内燃机11的气缸10的根据本发明的系统的另一实施例，其中，图4的实施例与图1的实施例仅由此来区分，即内燃机11关联有带有压缩机25和涡轮26的废气涡轮增压器24。离开内燃机11的气缸10、流经废气涡轮增压器24的涡轮26的废气14在涡轮26中膨胀，其中，在此获得的能量用于驱动废气涡轮增压器24的压缩机25，以便在压缩机25中压缩吸入的且经由吸入式空气过滤器15净化的空气12并且将其作为被压缩的压缩空气经由空气管路16输送给内燃机11的气缸10。在图4的实施例中，也可使用在测量空气管路17的作用在空气管路16或吸入式空气过滤器15处的端部处的负压，以便由于沿着测量空气管路17的压力下降经由所述一个或每个传感器18引导测量空气19，其中，测量空气19在向着空气管路16或吸入式空气过滤器15的方向上流动。那么在此，相应的传感器18还又关联有测量空气过滤器22，以便于相应地净化或过滤测量空气19。
图5显示了用于将空气输送给内燃机10的气缸11的根据本发明的系统的另一实施例，其中，在图5的实施例中也存在废气涡轮增压器24。附加于废气涡轮增压器24，即附加于其涡轮26和压缩机25，图5显示了压缩空气冷却器27，以便于冷却在压缩机25的下游和内燃机11上游的压缩的压缩空气。在图5的实施例中，也存在测量空气管路17，其作用在空气管路16处，空气管路16将空气或燃烧用空气输送给内燃机11的气缸10，其中，在图5的实施例中，测量空气管路17在压缩机25的下游、即压缩空气冷却器27的下游作用在引导至内燃机11的气缸10的空气管路16处。
在图5的变型方案中，也可利用沿着测量空气管路17的压力落差，然而，其中，在图5的实施例中，与图1至4的实施例不同地，与测量空气管路17的相对的端部21相比或相对于该相对的端部21，在测量空气管路17的作用在空气管路16处的端部20处存在过压，从而在压缩空气过滤器27的下游被压缩的压缩空气从空气管路16处分支并且作为测量空气19经由测量空气管路17在向着相应的传感器18的方向上引导，从而之后在传感器18处可检测直接在内燃机11上游的被压缩的压缩空气的至少一个条件。
在图1至4的实施例中，在其中在相应的测量空气管路17的端部21处存在环境空气压力并且在测量空气管路17的作用在空气管路16处的、相对的端部20处存在相对的负压，相应地，测量空气19在向着空气管路16的方向上流动，从而相应地，在相应的传感器18处可在测量技术上检测环境空气的至少一个条件。相反地，在图5的实施例中，在测量空气管路17的作用在空气管路16处的端部20处相对于在测量空气管路17的在其处存在环境空气压力的相对的端部21存在过压，从而测量空气19从空气管路16处分支并且远离内燃机11的气缸10流动。如果在图1至4的实施例中相应的传感器18应优选地关联有测量空气过滤器22，以便于净化经由测量空气管路17在向着内燃机11的方向上流动的测量空气19，那么在图5的实施例中可省去这种测量空气过滤器。
如已经实施的那样，测量空气管路17关联有至少一个传感器18。相应的传感器18可以是空气压力传感器和/或空气温度传感器和/或空气湿度传感器，以便于测定参数空气湿度、空气温度和压缩空气中的至少一个。
在相应的传感器18处检测的测量空气的条件用于，根据相应的测量参数控制或调节内燃机的运行。在此尤其有利的是，如在图5的实施例中那样，在测量技术上检测直接在内燃机11的上游从空气管路16中分支的被压缩的压缩空气的至少一个条件，因为之后可根据被压缩的压缩空气的相应条件最优地控制或调节内燃机11的运行。
在端部20布置在压缩空气冷却器下游的情况中，与布置在压缩机之前相比所存在的优点是，确定实际上被输送给内燃机的空气湿度。空气湿度的确定非常重要，因为其直接影响在内燃机中产生的氮气量。
图1至4的实施例还允许内燃机的最优的运行，其中，为此优选地从相应的在环境空气处检测的环境空气条件中根据空气输送系统的模型、尤其地根据带有压缩空气冷却器的废气涡轮增压器的模型在计算上测定被压缩且被冷却的压缩空气的条件。

Claims (4)

1.一种用于将燃料燃烧所需的空气输送给内燃机(11)的气缸(10)的系统，其带有：吸入式空气过滤器(15)，经由所述吸入式空气过滤器(15)能引导被吸入的空气(12)以用于净化所述被吸入的空气；以及从所述吸入式空气过滤器(15)在向着所述内燃机(11)的气缸(10)的方向上引导的空气管路(16)，其中，在所述吸入式空气过滤器(15)下游，测量空气管路(17)联结到所述空气管路(16)处或所述吸入式空气过滤器(15)的区域处，所述测量空气管路(17)关联有至少一个传感器(18)，借助于所述传感器(18)能检测测量空气(19)的至少一个特性，其中，能仅仅由于沿着所述测量空气管路(17)的压力落差经由所述测量空气管路(17)并且由此经由所述传感器(18)引导所述测量空气(19)，其特征在于，压缩机(25)被集成到所述空气管路(16)中，其中，所述测量空气管路(17)在所述压缩机(25)下游作用在所述空气管路(16)处，从而由于在测量空气管路(17)的作用在所述空气管路(16)处的端部(20)处的过压，所述测量空气经由所述测量空气管路(17)远离所述空气管路(16)地流经所述一个或每个传感器(18)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量空气管路(17)在集成到所述空气管路(16)中的压缩空气冷却器(27)下游且在所述燃烧室(10)的上游作用在所述空气管路(16)处。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述测量空气管路(17)关联有温度传感器和/或压力传感器和/或湿度传感器。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，相应的所述传感器(18)与壳体结构(23)在振动技术上退耦地安装在所述内燃机的壳体结构(23)处。
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