CN107709724A - 内燃活塞式发动机、启动内燃活塞式发动机的方法和控制单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃活塞式发动机(10)，该发动机(10)包括用于将附加含氧气体引入所述发动机(10)的气缸(14)中的装置(20)。用于引入附加含氧气体的装置(20)包括用于将压力介质引入喷射阀(24)的气动操作致动器装置(28)的控制流体导管(36)，控制流体导管(36)设置有第一控制阀(30)和第二控制阀(32)，第一控制阀(30)和第二控制阀(32)并联布置在控制流体导管(36)中，以控制通向喷射阀(24)的气动操作致动器装置(28)的流体连通，并且控制流体导管(36)设置有开关阀(34)，开关阀(34)被布置成提供控制流体导管(36)交替地与第一控制阀(30)和第二控制阀(32)中的一者的流动连接。本发明还涉及启动内燃活塞式发动机(10)的方法和控制单元(70)。

Description

内燃活塞式发动机、启动内燃活塞式发动机的方法和控制 单元
技术领域
本发明涉及内燃活塞式发动机。
本发明还涉及启动内燃活塞式发动机的方法。本发明还涉及控制单元。
背景技术
在船舶或发电厂中使用的内燃发动机通常是通过使用加压空气启动的，加压空气被顺序喷射到发动机的气缸中，以旋转曲轴。为了节省能量和空气的储存空间，期望的是使启动空气的消耗最少。
WO 2007/003693 A1公开了一种用于活塞式发动机的压力介质操作的启动系统。压力介质操作的启动系统包括将压力介质源连接到发动机的每个气缸的管道系统。每个气缸都设置有用于控制许可压力介质进入气缸的启动阀。启动系统包括用于控制启动阀操作的控制阀和用于控制该控制阀操作的定时设备。定时设备包括与发动机的旋转部分机械连接的控制部分。
WO 2012/156584 A1公开了一种多缸活塞式发动机，该多缸活塞式发动机包括用于发动机的每个气缸的至少一个凸轮操作的阀抬起装置，其中，阀抬起装置被布置成开启气体交换阀。发动机包括具有压力介质源的启动装置、至少一个用于许可将压力介质引入发动机的气缸中的启动阀、用于将压力介质源连接到启动阀的装置和用于控制启动阀操作的每个气缸的控制装置。每个控制阀均被布置成由相应气缸的换气凸轮进行操作。
即使在启动系统中出现功能障碍的情况下，也需要准确控制空气喷射定时。
本发明的一个目的是提供内燃活塞式发动机，其中，相比于现有技术的解决方案，将含氧启动气体引入发动机气缸中得以显著改进。
本发明的另一个目的是提供一种启动内燃发动机的方法，相比于现有技术的解决方案，该方法提供了更可靠的启动过程。
发明内容
本发明的目的是通过一种内燃活塞式发动机来满足的，该内燃活塞式发动机包括用于将含氧气体引入所述发动机的气缸中的进气通道，所述发动机还包括用于将附加含氧气体引入所述发动机的所述气缸中的装置，该装置包括：
-压力介质源，其用于供应所述附加含氧气体；
-至少一个喷射阀，其布置成与所述发动机的所述气缸连接，用于将所述附加含氧气体引入所述发动机的所述气缸中；
-主流导管，所述压力介质源利用该主流导管布置成与所述至少一个喷射阀流动连接，
其中，所述喷射阀设置有气动操作致动器装置，所述气动操作致动器装置被布置成在压力介质对所述气动操作致动器装置的影响下，实现所述喷射阀的打开和闭合。
本发明的特征在于，用于引入附加含氧气体的所述装置包括用于将所述压力介质引入所述喷射阀的所述气动操作致动器装置的控制流体导管，并且所述控制流体导管设置有第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀和所述第二控制阀并联布置在所述控制流体导管中，以控制通向所述喷射阀的所述气动操作致动器装置的流体连通，并且所述控制流体导管设置有开关阀，所述开关阀被布置成提供所述控制流体导管交替地与所述第一控制阀和所述第二控制阀中的一者的流动连接。
这样提供了能够得到适于将含氧气体引入发动机的气缸中的可靠布置的内燃活塞式发动机。
根据本发明的一个实施方式，所述控制流体导管从所述主流导管延伸到所述喷射阀的所述气动操作致动器装置。
根据本发明的一个实施方式，与公共的气动操作致动器装置联接的所述第一控制阀和所述第二控制阀被布置成在所述压力介质的影响下实现所述喷射阀的打开和闭合。
根据本发明的一个实施方式，与专用的气动操作致动器装置联接的所述第一控制阀和所述第二控制阀中的每者被布置成在所述压力介质的影响下实现所述喷射阀的打开和闭合。
根据本发明的一个实施方式，通过凸轮来致动所述第二控制阀。所述发动机设置有轴，所述轴具有与所述发动机的曲轴以同步方式操作的凸轮。
根据本发明的一个实施方式，所述第一控制阀是螺线管致动的。
根据本发明的一个实施方式，所述装置包括控制单元，所述控制单元包括用于控制所述第一控制阀的操作的指令。
根据本发明的一个实施方式，所述装置包括第三控制阀，所述第三控制阀与所述第一控制阀和所述第二控制阀并联布置在所述控制流体导管中，用于控制与所述喷射阀的所述气动操作致动器装置的流体连通，并且所述开关阀被布置成提供所述控制流体导管交替地与所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀中的一者的流动连接。
根据本发明的一个实施方式，通过所述发动机中的凸轮来致动所述第三控制阀。
本发明的另一个目的是通过一种启动内燃活塞式发动机的方法来满足的，在所述方法中，在启动过程期间：
-将加压空气从压力介质源经由与所述发动机的多个个体气缸连接布置的至少一个喷射阀导向所述发动机的所述气缸；
-通过气动操作致动器装置将所述至少一个喷射阀在打开位置和闭合位置之间致动，所述气动操作致动器装置被布置成在所述压力介质的影响下实现所述喷射阀的打开和闭合，以在所述气缸的动力冲程期间打开所述喷射阀，使得利用引入的所述加压空气用曲柄转动所述发动机；
-在启动过程期间监视所述发动机的至少一种启动特性例如曲柄转动速度，并且向所述至少一种启动特性分派设定目标值；
-通过第一控制阀来控制所述气动操作致动器装置，借助所述第一控制阀，所述压力介质源能受控制地连接于所述气动操作致动器装置；
-在所述至少一种启动特性将未达到所述设定目标值的情况下，通过第二控制阀来控制所述气动操作致动器装置，借助所述第二控制阀，所述压力介质源能受控制地连接于所述气动操作致动器装置，并且通过所述发动机的凸轮系统来操作所述第二控制阀。
相比于现有技术的解决方案，这样提供了用于启动发动机的可靠方法并且相当大程度改善了启动过程。
根据本发明的一个实施方式，通过作为螺线管阀的所述第一控制阀来控制所述气动操作致动器装置。
根据本发明的一个实施方式，所述方法包括以下步骤：通过交替地用所述第一控制阀和所述第二控制阀中的一者引入所述压力介质的开关阀来控制将所述压力介质引入所述气动操作致动器装置。
根据本发明的一个实施方式，所述方法包括响应于曲柄角度而控制所述第一控制阀的步骤。
附图说明
在下文中，将参照随附的示例性示意图来描述本发明，其中：
图1例示了根据本发明的第一实施方式的包括用于引入附加含氧气体的装置的内燃活塞式发动机，
图2例示了根据本发明的一个实施方式的用于引入附加含氧气体的装置，
图3例示了根据本发明的另一个实施方式的用于引入附加含氧气体的装置，以及
图4例示了根据本发明的另一个实施方式的用于引入附加含氧气体的装置。
具体实施方式
图1示意性描绘了内燃活塞式发动机10。为了简便的缘故，内燃活塞式发动机将从现在起被称为发动机。在图1的实施方式中，发动机10包括布置成排的六个气缸14。然而，可以存在例如布置成排或V配置的任何合理数量的气缸。
发动机10包括用于将附加含氧气体从压力介质源22引入发动机10的气缸14中的装置20。该装置与发动机的进气空气系统分离。装置20包括主流导管26，主流导管26将压力介质源22连接到发动机10的每个气缸14。因此，压力介质源22被布置用于将附加含氧气体供应到发动机10的气缸14。压力介质源22被布置成经由主流导管26与发动机10的气缸14的至少一个喷射阀24流动连通。装置20包括布置成与发动机的每个气缸连接的至少一个喷射阀24。喷射阀24被配置成将附加含氧气体引入发动机10的气缸14中。在图1中示出的实施方式中，每个气缸14都只被设置一个喷射阀24。气缸中的喷射阀24的数量可大于1。主流导管26设置有主阀16，主阀16被布置用于打开或闭合从压力介质源22的流动连通以控制加压介质经由主导管26向喷射阀24的引入。根据本发明的一个实施方式并且如图1中例示的，发动机10只设置有一个布置在主流导管26中的主阀16。
喷射阀24设置有气动操作致动器28，气动操作致动器28被布置成在压力介质的影响下打开和闭合喷射阀24。每个喷射阀24均设置有其自身的气动操作致动器装置28。
用于引入附加含氧气体的装置20包括控制流体导管36，控制流体导管36用于将压力介质(即，控制流体)引入喷射阀24的致动器装置28。控制流体导管36从主流导管26延伸到喷射阀24的气动操作致动器装置28。因此，控制流体导管36被布置成从主阀16下游的位置起从主流导管26分支。
控制流体导管36还包括两个并联分支：通向气动操作致动器28的第一控制流体分支36′和第二控制流体分支36″。控制流体导管36的第一控制流体分支36′设置有第一控制阀30。第二控制流体分支36″设置有第二控制阀32。第一控制阀30和第二控制阀32在控制流体导管36中相对于彼此并联布置。第一控制阀30和第二控制阀32被布置成控制从主流导管26到气动操作致动器装置28的流体连通。第一控制阀30和第二控制阀32与气缸14的公共气动操作致动器装置28联接。
控制流体导管36设置有开关阀34，开关阀34相对于从压力介质源22到气动操作致动器装置28的流体流方向，布置在第一控制阀30和第二控制阀32的上游。开关阀34被布置成交替地用第一控制阀30和第二控制阀32中的一个提供控制流体导管36(即，压力介质源)与气动操作致动器装置28的流动连接。因此，开关阀34对控制流体进行控制，以使其流入第一控制流体分支36′中或第二控制流体分支36″中。这意味着，从主流导管26引入控制流体导管36中的控制流体经由第一控制阀30或经由第二控制阀32引入气动操作致动器装置28中。当允许控制流体从主流导管26流入致动器装置28中(即，允许控制流体的压力影响致动器装置28)时，喷射阀24被打开并且允许附加含氧气体经由主流导管26流入发动机10的对应气缸14中。
根据本发明的一个实施方式并且如图1中例示的，发动机10设置有一个开关阀34，开关阀34用于提供控制流体导管36交替地与第一控制阀30和第二控制阀32中的一个的流动连接。开关阀34是如图1中例示的所有第一控制阀30和第二控制阀32公共的。在图1中，每个喷射阀24均被布置成与其自身的第一(即，专用的第一)控制阀30和第二控制阀32连接。
根据本发明的一个实施方式，第一控制阀30由螺线管等来致动。根据本发明的一个实施方式，第二控制阀32被凸轮致动，使得设置有凸轮的轴被发动机机械操作。
发动机10还包括用于将含氧气体引入发动机10的气缸14中的进气通道12。发动机有利地设置有涡轮增压器，并且进气通道12被布置成从涡轮增压器的压缩机部分通向发动机(未示出)。
用于将来自压力介质源22的含氧气体引入发动机10的气缸14中的装置20还包括控制单元70。控制单元被布置成控制并且监视主阀16、开关阀34、第一控制阀30、第二控制阀32和压力介质源22的操作。另外，控制单元70被布置成监视至少一种发动机特性(例如，启动特性、曲柄转动速度)。来自控制单元70的虚线指示控制单元和发动机的相应器械之间的信号线和信号传递。控制单元70包括用于启动发动机10的指令。控制单元70包括用于运行发动机10的指令。
根据本发明的一个实施方式，通过实践启动过程以操作装置20来启动发动机10。通过打开发动机10的所有气缸14公共的主阀16来初始化发动机10的启动过程。这样，加压的压力介质可用于开始该过程。发动机10的启动过程包括以下其他步骤：将来自压力介质源22的加压空气借助与发动机10的气缸连接布置的至少一个喷射阀24通向发动机10的多个个体气缸14。在该实施方式中，使用的是加压空气，但是实际上，也可用其他加压气体来启动发动机。通过气动操作致动器装置28将至少一个喷射阀24在打开位置和闭合位置之间致动。在启动过程期间，致动器装置28在压力介质的影响下打开和闭合喷射阀28。打开被定时，以在气缸的动力冲程期间发生，使得利用引入的加压空气用曲柄转动发动机10。加压空气将气缸的活塞向下(即，向着发动机10的曲轴)推动并且旋转发动机10的曲轴(参见图2和图3)。控制单元70监视启动过程期间发动机的至少一种启动特性(诸如，曲柄转动速度)。根据本发明的一个实施方式，设定目标值被分配给至少一种启动特性。
在启动过程中，主要通过第一控制阀30来控制气动操作致动器装置28，这被称为主操作模式。在主操作模式期间，压力介质源22经由第一控制阀30能受控制地连接于气动操作致动器装置28。这可通过控制开关阀34来控制，使得第一控制流体分支36′是启动的分支。根据本发明的一个实施方式，控制单元70设置有定时指令，定时指令用于操作第一控制阀30，以便顺序地开关主流导管26与喷射阀24的气动操作致动器28的连接，以顺序地打开和闭合喷射阀24。在该过程中，将至少一种启动特性与设定目标值进行比较，并且在至少一种启动特性将未达到设定目标值的情况下，操作转为辅助操作模式，在辅助操作模式下，开关阀34使得第二控制流体分支36″是启动的分支。现在，通过第二控制阀32来控制气动操作致动器装置28，借此，压力介质源能受控制地连接于气动操作致动器装置28。通过发动机10的凸轮系统来操作第二控制阀32。凸轮系统被布置成操作第二控制阀32以与发动机机械同步的方式来开关主流导管26经由控制流导管36与喷射阀24的气动操作致动器28的连接，以顺序地打开和闭合喷射阀24。
应该注意，在启动特性达到相应设定目标值的情况下，气动操作致动器装置28保持在第一控制阀30的控制下。换句话讲，第二控制阀32提供了在所有情形下安全启动发动机10的备用布置。根据本发明的一个实施方式，设定目标值有利地是指示每分钟转数的值。根据本发明的一个实施方式，启动特性未达到设定目标值的发生被用作装置中的故障或干扰的指示，例如，破裂的传感器或第一控制阀30的问题。
图2以更详细方式例示了本发明的一个实施方式。使用与图1中相同的附图标记示出相同的特征。图2特别例示了一种操作模式，其中：主阀16、开关阀34、第一控制阀30和第二控制阀32处于禁用状态。在禁用状态下，主阀16闭合并且从压力介质源22到发动机10的气缸14的流动连通关闭。
气动操作致动器装置28设置有用于接纳控制流体的腔室44。分支36′、36″二者连接到腔室44，并且控制流体经由第一控制阀30或经由第二控制阀32引入腔室44中。因此，第一控制阀30和第二控制阀32与公共的气动操作致动器装置28联接。气动操作致动器装置28与喷射阀24联接。在该实施方式中，喷射阀24布置于发动机10的气缸盖23。
喷射阀24设置有杆24′，杆24′延伸到气动操作致动器装置28的腔室44中。杆24′在其第一端部处设置有活塞元件40，活塞元件40被布置成能够在腔室44内往复运动。杆的第二端部(即，构成喷射阀24的端部)位于气缸盖23中。利用弹簧元件42来保持喷射阀24闭合。弹簧元件42与活塞元件40连接地布置。因此，在禁用状态下，弹簧元件42将喷射阀24推至其闭合位置。选择活塞元件40的尺寸和/或活塞元件可设置有密封系统，使得按所期望程度防止腔室44中的控制流体泄漏到其中布置有弹簧元件42的空间中。
图2示例性例示了第一控制阀30设置有塞子30.1，塞子30.1防止第二控制阀32打开时流体从腔室44流出。因此，当第二控制阀32打开时，腔室44中的压力增大，从而压缩弹簧元件42并且将喷射阀推到气缸14中。喷射阀24处于从压力介质源22到发动机10的气缸14的流动连通打开的位置(参见图3)。相应地，第二控制阀32设置有塞子32.1，塞子32.1防止第一控制阀30打开时流体从腔室44流出。因此，当第一控制阀30打开时，腔室44中的压力增大，从而压缩弹簧元件42并且将喷射阀推到气缸14中。从压力介质源22到发动机10的气缸14的流动连通打开(参见图3)。
布置在控制流体导管36的第二控制流体分支36″中的第二控制阀32被布置成与发动机10的凸轮66机械和/或液压连接52。因此，第二控制阀32的操作直接涉及发动机10的凸轮66的位置。
图2示意性例示了布置成在发动机10的气缸14中往复运动的活塞18。活塞18连接于发动机10的曲轴50。根据本发明的一个实施方式，控制单元70包括用于检测曲柄角度位置(即，曲轴的旋转位置)的指令。以与图1中示出的实施方式相似的方式来执行图2中示出的发动机10的启动方法。根据本发明的一个实施方式，通过控制单元70响应于曲柄角度来控制第一控制阀30的操作。
图2还示意性例示了进气通道12设置有进气阀13，进气阀13被布置于发动机10的气缸盖23，以便控制含氧气体引入发动机10的气缸14中。还例示了排气通道62，排气通道62设置有排气阀63，排气阀63被布置于发动机10的气缸盖23，以便控制废气从发动机10的气缸14流入排气通道62中。
如可从图2中看到的，发动机10包括分别的进气通道12和主导管16，进气通道12用于经由进气阀13引入含氧气体，主导管16用于经由喷射阀24引入附加含氧气体。在启动过程期间，进气阀13和排气阀62闭合，而喷射阀24打开，以便将加压空气引入发动机10的气缸14中。
图3以更详细的方式例示了本发明的另一个实施方式。使用与图1和图2相同的附图标记来示出相同的特征。
在图3中示出的实施方式中，气动操作致动器装置28设置有第一腔室44′和第二腔室44″。第一腔室44′被布置成与第一控制流体分支36′流动连通。第二腔室44″被布置成与第二控制流体分支36″流动连通。第一控制阀30和第二控制阀32与专用的气动操作致动器装置28联接，第一控制阀30和第二控制阀32中的每个均被布置成在压力介质的影响下打开和闭合喷射阀24。
用气动操作致动器装置28来控制喷射阀24的操作。图3特别例示了一种操作模式，其中，主阀16处于启动状态，打开从压力介质源22到发动机10的流动连通。在图3中，控制流体导管36中的开关阀34被布置成其中控制流体指向第一控制阀30的状态。第一控制阀30打开，处于其中允许控制流体流入气动操作致动器装置28的第一腔室44′中的状态。在打开喷射阀24的第一腔室44′中，控制流体的量增加。在打开位置，喷射阀24延伸到气缸14中。
杆24′在其第一端部处设置有活塞元件40′，活塞元件40′被布置成能够在第一腔室44′内往复运动。杆24′在中间部分处设置有第二活塞元件40″，活塞元件40″被布置成能够在第二腔室44″内往复运动。在该实施方式中，杆的第二端部(即，构成喷射阀24的端部)通过气缸盖23延伸到气缸14中。
在禁用状态下，利用弹簧元件42′和42″来保持喷射阀24闭合。第一弹簧元件42′布置在气动操作致动器装置28的第一腔室44′中。第二弹簧元件42″布置在第二腔室44″中。第一弹簧元件42′与活塞元件40′连接地布置。第二弹簧元件42″与第二活塞元件40″连接地布置。弹簧元件42′和42″被布置成，使得即使主阀16打开并且第一控制阀30和第二控制阀32闭合，即，在不允许控制流体流入气动操作致动器装置28中的情况下，弹簧元件42′和42″也保持此喷射阀闭合。因此，在禁用状态下，弹簧元件42′和42″将喷射阀24推至其闭合位置。
第一控制流体分支36′经由第一控制阀30通向气动操作致动器装置28的第一腔室44′。第二控制流体分支36″经由第二控制阀32通向气动操作致动器装置28的第二腔室44″。选择活塞元件40′的尺寸和/或活塞元件可设置有密封系统，使得按所期望程度防止第一腔室44′中的控制流体泄漏到其中布置有第一弹簧元件42′的空间中。防止控制流体从第一腔室44′泄漏到第二腔室44″中。对应地，选择第二活塞元件40″的尺寸和/或活塞元件可设置有密封系统，使得按所期望程度防止第二腔室44″中的控制流体泄漏到其中布置有第二弹簧元件42″的空间中。即使第一腔室44′和第二腔室44″设置有弹簧元件，也能够仅仅一个腔室设置有弹簧元件。然而，杆24′需要在每个腔室44′和44″中具有一个活塞元件40′和40″。
在图3中，以与图1中和图2中示出的实施方式类似的方式，执行启动发动机的方法。
图4例示了本发明的另一个实施方式。使用与图1、图2和图3中的相同附图标记来示出相同特征。装置20包括控制流体导管36，控制流体导管36包括通向气动操作致动器装置28的三条并联分支：第一控制流体分支36′、第二控制流体分支36″和第三控制流体分支36″′。与图2中类似地，第一控制流体分支36′设置有第一控制阀30并且第二控制流体分支设置有第二控制阀32。第三控制流体分支36″′设置有第三控制阀33。第三控制阀33被凸轮致动。
装置20设置有布置于控制流体导管36的开关阀34′。开关阀34′包括三个阀元件34.1′、34.2′和34.3′。开关阀34′被布置成提供控制流体导管36交替地与第一控制阀30、第二控制阀32和第三控制阀33中的一个的流动连接。如果开关阀34′的第一阀元件34.1′打开了从控制流体导管36进入第一分支36′的流动连通，开关阀34′的第二阀元件34.2′对应地保持闭合并且开关阀34′的第三阀元件34.3′对应地保持闭合，从而防止控制流体流入第二分支36″中和第三分支36″′中。图4例示了其中开关阀34′的第一阀元件34.1′和第一控制阀30打开的实施方式。类似地，如果第二阀元件34.2′打开，则第一阀元件34.1′和第三阀元件34.3′保持闭合。当第三阀元件34.3′打开时，第一阀元件34.1′和第二阀元件34.2′保持闭合。
如果需要快速增加发动机的负载，则需要将额外的空气非常快速地喷射到发动机的气缸中。特别地，在加速期间，需要非常快速地增加负载，这需要将额外空气非常快速地喷射到发动机的气缸中。有利地，使用第三控制阀33作为发动机加速期间第一控制阀30的机械备用系统。根据本发明的一个实施方式，使用第二控制阀32作为启动过程期间第一阀30的机械备用，而使用第三控制阀作为加速过程期间第一阀30的机械备用。
在至少一种加速特性未达到设定目标值的情况下，通过第三控制阀33来控制气动操作致动器装置28，借此，压力介质源22能受控制地连接于气动操作致动器装置28。在至少一种加速特性达到设定目标值的情况下，通过第一控制阀30来控制气动操作致动器装置28，在该实施方式中，第一控制阀30是螺线管阀。根据本发明的一个实施方式，在加速过程中，气动操作致动器28装置主要受第一控制阀30的控制。
在图4中，气动操作致动器装置28包括三个单独的腔室：第一腔室44′、第二腔室44″和第三腔室44″′。在该实施方式中，第三腔室44″′布置在第一腔室44′和第二腔室44″之间。第三控制流体分支36″′经由第三控制阀33通向第三腔室44″′。
第三腔室44″′设置有与第一腔室44′和第二腔室44″类似的弹簧元件42″′。然而，有可能，仅仅一个腔室设置有弹簧元件。杆24″设置有第三活塞元件40″′，第三活塞元件40″′被布置成在第三腔室44″′中往复运动，以便控制喷射阀24的打开和闭合。
布置在控制流体导管36的第三控制流体分支36″′中的第三控制阀33被布置成与发动机10的凸轮66′机械和/或液压连接54。因此，第三控制阀33的操作直接与发动机10的凸轮66′的位置相关。
有利地，第二控制阀32与入口凸轮连接地布置52，并且第三控制阀33与排气凸轮连接地布置54。换句话讲，在备用操作期间，启动定时功能得自入口凸轮，并且加速定时功能得自排气凸轮66′。在至少一种加速或一种启动特性未达到设定目标值的情况下，这样提供了对启动操作和加速操作二者的稳固凸轮定时。当达到一个或多个目标值时，在发动机启动和发动机加速期间，使用第一控制阀30。
控制单元70包括用于增加发动机10的负载的指令。控制单元70监测加速过程(诸如，曲柄转动速度)期间发动机的至少一种加速特性。控制单元被布置成控制并且监测第三阀33的操作。
有利地，如图1至图4中例示的装置将为发动机的负载接受度、加速度大小和启动空气消耗带来了显著的益处。
虽然已经在本文中结合目前被认为是最优选实施方式的示例描述了本发明，但是要理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是旨在涵盖随附权利要求书中定义的本发明范围内包括的其特征和许多其他应用的组合或修改。可将结合以上任何实施方式提到的细节与另一个实施方式结合使用(当此组合在技术上可行时)。

Claims (14)

1.一种内燃活塞式发动机(10)，该发动机(10)包括用于将含氧气体引入所述发动机(10)的气缸(14)中的进气通道(12)，所述发动机还包括用于将附加含氧气体引入所述发动机(10)的所述气缸(14)中的装置(20)，该装置(20)包括：
-压力介质源(22)，其用于供应所述附加含氧气体；
-至少一个喷射阀(24)，其布置成与所述发动机(10)的气缸(14)连接，用于将所述附加含氧气体引入所述发动机(14)的所述气缸(14)中；
-主流导管(26)，所述压力介质源(22)利用该主流导管布置成与所述至少一个喷射阀(24)流动连接，
其中，所述喷射阀(24)设置有气动操作致动器装置(28)，所述气动操作致动器装置(28)被布置成在压力介质对所述气动操作致动器装置的影响下，实现所述喷射阀(24)的打开和闭合，
其特征在于，
-用于引入附加含氧气体的所述装置(20)包括用于将所述压力介质引入所述喷射阀(24)的所述气动操作致动器装置(28)的控制流体导管(36)；并且
-所述控制流体导管(36)设置有第一控制阀(30)和第二控制阀(32)，所述第一控制阀(30)和所述第二控制阀(32)并联布置在所述控制流体导管(36)中，以控制通向所述喷射阀(24)的所述气动操作致动器装置(28)的流体连通；并且
-所述控制流体导管(36)设置有开关阀(34)，所述开关阀(34)被布置成提供所述控制流体导管(36)交替地与所述第一控制阀(30)和所述第二控制阀(32)中的一者的流动连接。
2.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，所述控制流体导管(36)从所述主流导管(16)延伸到所述喷射阀(24)的所述气动操作致动器装置(28)。
3.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，与公共的气动操作致动器装置(28)联接的所述第一控制阀(30)和所述第二控制阀(32)被布置成在所述压力介质的影响下实现所述喷射阀(24)的打开和闭合。
4.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，与专用的气动操作致动器装置(28)联接的所述第一控制阀(30)和所述第二控制阀(32)中的每者被布置成在所述压力介质的影响下实现所述喷射阀(24)的打开和闭合。
5.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，通过所述发动机(10)中的凸轮(66)来致动所述第二控制阀(32)。
6.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，所述第一控制阀(30)是螺线管致动的。
7.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，所述装置(20)包括控制单元(70)，所述控制单元(70)包括用于控制所述第一控制阀(30)的操作的指令。
8.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，所述装置(20)包括第三控制阀(33)，所述第三控制阀(33)与所述第一控制阀(30)和所述第二控制阀(32)并联布置在所述控制流体导管(36)中，用于控制与所述喷射阀(24)的所述气动操作致动器装置(28)的流体连通，并且所述开关阀(34)被布置成提供所述控制流体导管(36)交替地与所述第一控制阀(30)、所述第二控制阀(32)和所述第三控制阀(33)中的一者的流动连接。
9.根据权利要求8所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，通过所述发动机中的凸轮(66′)来致动所述第三控制阀(33)。
10.根据权利要求1所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，所述装置(20)包括控制单元(70)，所述控制单元(70)包括使用根据权利要求11至14所述的方法来控制所述发动机的操作的指令。
11.一种启动内燃活塞式发动机(10)的方法，在所述方法中，在启动过程期间：
-将加压空气从压力介质源(22)经由与所述发动机(10)的多个个体气缸(14)连接布置的至少一个喷射阀(24)导向所述发动机(10)的所述气缸(14)；
-通过气动操作致动器装置(28)将所述至少一个喷射阀(24)在打开位置和闭合位置之间致动，所述气动操作致动器装置(28)被布置成在所述压力介质的影响下实现所述喷射阀(24)的打开和闭合，以在所述气缸(14)的动力冲程期间打开所述喷射阀(24)，使得利用引入的所述加压空气用曲柄转动所述发动机(10)；
-在启动过程期间监视所述发动机(10)的至少一种启动特性例如曲柄转动速度，并且向所述至少一种启动特性分派设定目标值；
-通过第一控制阀(30)来控制所述气动操作致动器装置(28)，借助所述第一控制阀(30)，所述压力介质源(22)能受控制地连接于所述气动操作致动器装置(28)；
-在所述至少一种启动特性将未达到所述设定目标值的情况下，通过第二控制阀(32)来控制所述气动操作致动器装置(28)，借助所述第二控制阀(32)，所述压力介质源(22)能受控制地连接于所述气动操作致动器装置(28)，并且通过所述发动机(10)的凸轮(66)系统来操作所述第二控制阀(32)。
12.根据权利要求11所述的启动内燃活塞式发动机(10)的方法，其特征在于，通过作为螺线管阀的所述第一控制阀(30)来控制所述气动操作致动器装置(28)。
13.根据权利要求11所述的启动内燃活塞式发动机(10)的方法，其特征在于，通过交替地用所述第一控制阀(30)和所述第二控制阀(32)中的一者引入所述压力介质的开关阀(34)来控制将所述压力介质引入所述气动操作致动器装置(28)。
14.根据权利要求11所述的启动内燃活塞式发动机(10)的方法，其特征在于，响应于曲柄角度而控制所述第一控制阀(30)。
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