CN110594049A - 用于内燃机的装置和用于运行该装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的装置和用于运行该装置的方法，该装置包括借助废气管道和第一截止阀与内燃机导气地连接的油箱、借助废气管道导气地布置在油箱和内燃机之间的碳氢化合物储存器和借助废气管道导气地布置在油箱和内燃机之间的碳氢化合物传感器，所述碳氢化合物储存器能借助连接管道和第二截止阀与自由的周围环境连接。为改进由现有技术已知的装置建议，该装置具有恰好一个泵，该泵与第一和第二截止阀被构造为且被布置成作用连接，用以在废气管道或废气管道和油箱中产生过压和负压，以及用以将由借助连接管道从周围环境抽吸的环境空气和中间储存在碳氢化合物储存器中的碳氢化合物构成的扫气空气从碳氢化合物储存器输送到内燃机中。

Description

用于内燃机的装置和用于运行该装置的方法
技术领域
本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中提到类型的用于内燃机的装置以及一种用于运行这类装置的方法，该内燃机用于燃烧基于汽油的液体燃料。
背景技术
这类用于一种用于燃烧基于汽油的液体燃料的内燃机的装置以及用于运行这类装置的方法由现有技术以大量的实施变型已知。
例如由DE 10 2008 060 250 A1已知一种用于运行内燃机的装置。该已知的装置具有一个用于气态的碳氢化合物的碳氢化合物储存器，以便为油箱提供一种具有可靠的油箱排气的油箱排气系统。由此应当能够实现来自油箱排气系统的有害物质、即碳氢化合物的精确排放。为了对碳氢化合物储存器进行扫气，已知的装置此外包括第一接头和第二接头、阀和传感器，该阀在关闭位置中阻止并且在其它位置中释放第一接头和第二接头之间的流体的流体流动，该传感器布置在阀的第一接头上并且与阀构成为一个结构单元，以用于检测流体中的碳氢化合物的浓度。在对碳氢化合物储存器进行扫气时，流体被输送给内燃机。通过检测流体中的气态的碳氢化合物的浓度，燃烧空气和燃料到内燃机中的附加输送应当被匹配。此外已知的装置为了油箱的压力补偿而借助管道与自由的周围环境，即环境空气连接。
发明内容
在此开始本发明。
本发明的任务是，改进由提到的现有技术已知的装置及其运行。
该任务通过具有权利要求1的特征的用于内燃机的装置解决，该内燃机用于燃烧基于汽油的液体燃料，该装置包括借助废气管道和第一截止阀与内燃机导气地连接的油箱、借助废气管道导气地布置在油箱和内燃机之间的碳氢化合物储存器和借助废气管道导气地布置在油箱和内燃机之间的碳氢化合物传感器，所述碳氢化合物储存器用于中间储存在从油箱逸出的废气中所含有的气态的碳氢化合物，所述碳氢化合物传感器用于测量输送给内燃机的扫气空气中的碳氢化合物含量，其中，所述碳氢化合物储存器能借助连接管道和第二截止阀与自由的周围环境连接。按照本发明的装置的特征在于，所述装置具有恰好一个泵，其中，所述泵与第一和第二截止阀被构造为并且被布置成作用连接，一方面用以在废气管道或废气管道和油箱中产生过压或负压，另一方面用以将由借助连接管道从周围环境抽吸的环境空气和中间储存在碳氢化合物储存器中的碳氢化合物构成的扫气空气从碳氢化合物储存器输送到内燃机中。
此外该任务通过一种具有权利要求10的特征的用于运行按照本发明的装置的方法解决，其中，所述方法包括以下方法步骤：在所述装置的泄露检测模式中借助泵在废气管道或废气管道和油箱中产生过压或负压，用以诊断在废气管道或废气管道和油箱中的泄露，和在所述装置的扫气模式中借助连接管道和泵将环境空气输送通过碳氢化合物储存器，用以对碳氢化合物储存器进行扫气和将由该环境空气与中间储存在碳氢化合物储存器中的碳氢化合物构成的扫气空气输送到内燃机中。
从属权利要求涉及本发明的有利的扩展构型。
本发明的一个重要的优点尤其是在于，能以简单的方式实现相互不同的功能，即一方面实现对碳氢化合物储存器的扫气，另一方面实现在废气管道中或在废气管道和油箱中的泄露的检测。这是因为借助按照本发明的装置和按照本发明的方法实现了这两个功能的在很大程度上的集成，即碳氢化合物储存器的扫气和泄露的检测。相应地能以有利的方式利用协同作用。
基本上能够在宽的合适的范围中按照类型、材料、工作方式、尺寸和布局自由地选择该泵。按照本发明的装置的一种有利的扩展构型规定，泵布置在连接管道中。以该方式能在这个泵中以特别简单的方式实现防爆，因为借助连接管道和布置在连接管道中的这个泵仅仅从自由的周围环境抽吸环境空气、即新鲜空气。
按照本发明的装置的一种替代于此的有利的扩展构型规定，泵布置在内燃机和碳氢化合物储存器之间的废气管道中。由此能够实现的是，特别简单地构造这个泵。该泵可以例如仅仅被构造用于实现负压。借助通过泵产生的负压能够实现的是，不仅对碳氢化合物储存器进行扫气，而且检查废气管道或废气管道和油箱的泄露。不是必须强制需要的是，以该方式布置的泵必须能够不仅产生过压而且也能够产生负压。此外，这个泵的该布局具有优点，即泵布置在马达室中。结构空间相应地足够使用。此外声学、即不希望的噪音排放的减小由此以非常简单的方式被改善。由于位置靠近内燃机，在这个泵中的调节、即调节速度得到改善。
按照本发明的装置的上述实施方式的一种有利的扩展构型规定，泵与第一截止阀和/或碳氢化合物传感器形成一个结构单元。以该方式改善了按照本发明的装置的紧凑性。此外泵的电气化以及泵与第一截止阀和/或与碳氢化合物传感器的电力/电子连接在车辆控制装置上被简化并且能够实现材料耗费的减少。
如上已经阐述那样，这个泵在宽的合适的范围中可自由地选择。然而按照本发明的装置的另一个有利的扩展构型规定，该泵构造为流量泵。流量泵以多种多样的实施方式获得并且由此可用于大量相互不同的应用场合。此外流量泵是坚固并且成本低廉的。如果这个泵布置在连接管道中，则流量泵的构造此外提供优点，即废气管道或者废气管道和油箱的排气能以特别简单的方式实现。压力补偿能够简单地通过流量泵实现，例如无需其在运行中。
按照本发明的装置的另一种有利的扩展构型规定，所述装置具有一个压力传感器和/或一个温度传感器和/或一个质量流传感器，其中，所述压力传感器和/或温度传感器和/或质量流传感器优选布置在废气管道中、特别优选布置在内燃机和碳氢化合物储存器之间。由此一方面可能的是，碳氢化合物传感器构造为相对的碳氢化合物传感器。借助压力传感器和/或温度传感器和/或质量流传感器于是能以本领域技术人员已知的方式确定扫气空气中的绝对的碳氢化合物含量。此外借助质量流传感器能够实现的是，确定并且由此在调节内燃机时顺带考虑扫气空气中的空气含量。扫气空气中的碳氢化合物含量或者碳氢化合物含量和空气的确定越精确和越快，则内燃机总体允许更精确地并且更快地被调节。借助内燃机的精确且快速的调节，一方面改善了内燃机的效率，另一方面有效地减少了不希望的有害物质，所述有害物质在不完全燃烧时被排出给周围环境。
按照本发明的装置的前面提到的实施方式的一种特别有利的扩展构型规定，所述压力传感器和/或温度传感器和/或质量流传感器与碳氢化合物传感器构成一个结构单元。以该方式进一步提高了按照本发明的装置的各个部件的集成度。按照本发明的装置的紧凑性以及按照本发明的装置的各个部件的电气化和电力/电子连接到车辆控制装置上相应地被进一步改进。
按照本发明的装置的另一种特别有利的扩展构型规定，在连接管道中布置有加热元件和/或空气电离器。由此改善了用从周围环境抽吸的环境空气、即新鲜空气吹扫碳氢化合物储存器的效率。
基本上按照本发明的方法可在宽的合适的范围中选择。
按照本发明的方法的一种有利的扩展构型规定，仅仅在内燃机的非运行模式时自动地启动所述泄露检测模式。以该方式以特别简单的方式阻止了在执行废气管道中或废气管道和油箱中的泄露检测时对内燃机及其调节的不期望的影响。
按照本发明的方法的另一种有利的扩展构型规定，仅仅在内燃机的运行模式时自动地启动所述扫气模式。由此有效地阻止、但是至少有效地减少有害物质向周围环境、即环境空气的不希望的排放。此外在扫气空气的气态的碳氢化合物中含有的能量可尽可能地用于内燃机的运行并且由此有效地减少了对来自燃料、即例如基于汽油的液体燃料的附加能量的消耗。
按照本发明的方法的另一种有利的扩展构型规定，在所述装置的排气模式中借助碳氢化合物储存器使来自油箱的废气释放碳氢化合物并且借助连接管道将释放了碳氢化合物的废气排放到自由的周围环境中。以该方式一方面确保了废气管道或废气管道和油箱的需要的压力补偿。另一方面由此有效地阻止了在来自废气管道或废气管道和油箱的废气中包含的碳氢化合物以不希望的方式进入到周围环境中、即进入到环境空气中。排气可以在有或没有泵的支持的情况下实现。
按照本发明的装置的另一种有利的扩展构型规定，在油箱和碳氢化合物储存器之间的废气管道中布置有第三截止阀。以该方式能够实现的是，以希望的方式将油箱从碳氢化合物储存器隔开。例如可想到的是，油箱仅仅在预先确定的内燃机的非运行状态和/或运行状态中才能与碳氢化合物储存器自动连接。这尤其是在用于如下国家或地区的车辆中是有利的，在这些国家和地区中，加油站的加油设备不具有在加油过程中自动抽吸从油箱逸出的废气的抽吸装置。
引用权利要求13的用于运行按照权利要求9的装置的按照本发明的方法的另一种有利的扩展构型相应地规定，仅仅在用基于汽油的液体燃料给油箱加油的加油过程中自动地打开基本上闭合的第三截止阀并且自动地启动排气模式。
附图说明
下面借助附带的粗略的示意图详细阐述本发明。在此唯一的图示出：
图1一种按照本发明的装置的实施例。
具体实施方式
在图1中示例地示出按照本发明的用于内燃机的装置的一个实施例，该内燃机用于燃烧基于汽油的液体燃料。该装置包括一个借助废气管道2和第一截止阀4与内燃机6导气地连接的用于基于汽油的液体燃料的油箱8，一个借助废气管道2导气地布置在油箱8和内燃机6之间的碳氢化合物储存器10和一个借助废气管道2导气地布置在油箱8和内燃机6之间的碳氢化合物传感器12，所述碳氢化合物储存器用于中间储存在从油箱8排出的废气中含有的气态的碳氢化合物，所述碳氢化合物传感器12用于测量输送给内燃机6的扫气空气中的碳氢化合物含量，其中，所述碳氢化合物储存器10能借助连接管道14和第二截止阀16与自由的周围环境连接。所述碳氢化合物储存器10被构造为活性炭过滤器10。
第一截止阀4和碳氢化合物传感器12与组合的压力和温度传感器18以及质量流传感器20组合成一个结构单元。该结构单元在图1中借助虚线的边框22表征。
该装置此外具有恰好一个构造为流量泵的泵24，其中，所述泵24与第一和第二截止阀4，16被构造为并且被布置成作用连接，一方面用以在废气管道2和油箱8中产生过压，另一方面用以将由借助连接管道14从周围环境抽吸的环境空气和中间储存在碳氢化合物储存器10中的碳氢化合物构成的扫气空气从碳氢化合物储存器10输送到内燃机6中。所述泵24布置在连接管道14中并且与第二截止阀16和加热元件26构成一个结构单元。该结构单元在图1中借助虚线的边框28表征。泵24被构造用以在废气管道2和油箱8中以希望的方式产生过压或很小的负压。由于泵24作为流量泵(叶片泵)的结构形式，这以简单的方式实现。
在所述废气管道2中在油箱8和碳氢化合物储存器10之间布置有第三截止阀30。借助第三截止阀30能够将油箱8从根据当前实施例的按照本发明的装置的其余部分隔离，从而能借助第三截止阀30开环控制或闭环控制富含气态的碳氢化合物的废气从油箱8逸出到废气管道2中。
下面借助图1详细阐述按照当前实施例的按照本发明的方法。
装备有按照以上实施例的按照本发明的装置的车辆的内燃机6在内燃机6的非运行模式中。该车辆未示出。内燃机6不在运行中。内燃机6的非运行模式以本领域技术人员已知的方式自动地被识别并且车辆的未示出的车辆控制装置将按照当前实施例的装置自动地转换到装置的泄露检测模式中。在该装置的泄露检测模式中首先关闭第一截止阀4并且借助泵24和连接管道14在第二截止阀16打开的情况下从周围环境抽吸环境空气并且输送到废气管道2中。为了不仅仅检查废气管道2的可能的泄露，第三截止阀30被打开，从而油箱8与废气管道2导气地连接。借助组合的压力/温度传感器18检测由废气管道2、连接管道14和油箱8构成的气体室中的压力并且转送给车辆控制装置用于分析。一旦达到为泄露检测预先确定的压力，第二截止阀16被关闭，从而由废气管道2、连接管道14和油箱8构成的气体室也相对于周围环境封闭。为了能够尽可能完全地检测废气管道2的泄露，第一截止阀4在废气管道2中尽可能靠近其面向内燃机的端部地布置。同样的内容适用于第二截止阀16在连接管道14中的布置。只要以上述方式检测到在由废气管道4、连接管道14和油箱8构成的气体室中的泄露，可以例如借助一个未示出的用户接口以本领域技术人员已知的方式发出警报。此外也可想到其它的对于技术人员已知的车辆行为。
只要在由废气管道4、连接管道14和油箱8构成的气体室中没有检测到泄露，则车辆的用户能够让内燃机6进入运行中。即内燃机6以本领域技术人员已知的方式从非运行模式转变到运行模式中。如果碳氢化合物储存器10以预先确定的程度装载碳氢化合物，例如饱和地装载，则现在在内燃机6的运行模式中自动地启动按照当前实施例的按照本发明的装置的扫气模式。在此，借助泵24从周围环境抽吸环境空气，经由连接管道14通过碳氢化合物储存器10引导并且经由废气管道2输送给内燃机6。在此，碳氢化合物储存器10中的环境空气从碳氢化合物储存器10吸收碳氢化合物，从而由环境空气和被环境空气吸收的碳氢化合物构成的扫气空气经由废气管道2被输送给内燃机6。相应地第一和第二截止阀4、16在装置的扫气模式中被打开。借助碳氢化合物传感器12、组合的压力/温度传感器18和质量流传感器20现在能够以本利域技术人员已知的方式确定借助扫气空气输送给内燃机6的气态的碳氢化合物和空气的量并且该量被用于调节内燃机6。例如以该方式确定的碳氢化合物和空气的量被用于调节来自自由的周围环境的环境空气的附加输送和来自油箱8的基于汽油的液体燃料的附加输送。第三截止阀30在当前实施例中在内燃机6的运行模式中基本上关闭，即在内燃机6的运行模式中将油箱8与按照当前实施例的按照本发明的装置的其余部分隔离。在扫气模式中借助泵24抽吸的环境空气借助加热元件26被预热，以便有利于碳氢化合物储存器10的扫气，即有利于碳氢化合物储存器释放碳氢化合物。
如果车辆在加油站的加油机处加油，则必须导出在用基于汽油的液体燃料给油箱8加油时被排挤的废气，以便阻止油箱8中的不希望的过压形成。为此按照当前实施例的按照本发明的装置在引入加油过程时自动地转变到其排气模式中。第三截止阀30被打开，从而载有气态的碳氢化合物的废气由于对油箱8的加油而能够借助废气管道2流入到碳氢化合物储存器10中。气态的碳氢化合物借助碳氢化合物储存器10从废气被取走并且以该方式释放了碳氢化合物的废气于是能够借助连接管道14、打开的第二截止阀16和泵24被排出到周围环境中。在给油箱8加油之后，第三截止阀30又可以重新自动地关闭。如果碳氢化合物储存器10以上面阐述的并且预先确定的程度载有碳氢化合物，则只要内燃机6处在运行模式中，按照当前实施例的按照本发明的装置就转变到其扫气模式中。为此参见上面的阐述。
本发明不限于当前实施例。例如可能的是，具有内燃机的车辆附加地具有电动马达和/或燃气马达。代替将泵布置在连接管道中，也可想到，将泵布置在内燃机和碳氢化合物储存器之间的废气管道中。例如在按照本发明的装置的最后提到的实施方式中可能的是，泵与第一截止阀和/或碳氢化合物传感器构成一个结构单元。压力传感器和温度传感器不必构造为组合的压力/温度传感器。例如单独的压力传感器和单独的温度传感器也是可能的。替代在该实施例中阐述的结构单元，视个别情况的要求而定，也可以构成其它的结构单元。例如碳氢化合物传感器和/或压力传感器和/或温度传感器也可以与碳氢化合物储存器组合成一个结构单元。替代或除了废气管道中的压力传感器之外也可想到，在连接管道中布置有压力传感器。例如压力传感器于是可以与布置在连接管道中的泵和/或第二截止阀和/或加热元件集成在一个结构单元中。替代加热元件或除了加热元件之外碳氢化合物储存器的扫气也可以通过布置在连接管道中的空气电离器被支持。第三截止阀不是强制需要的。相应地也可实现这样的实施方式，其中，油箱借助废气管道与碳氢化合物储存器持续地连接。例如这在用于如下国家或地区的车辆中是可想到的，在这些国家或地区中，加油机在用液体燃料给油箱加油时配有载有气态的碳氢化合物的废气的自动导出装置。碳氢化合物传感器可以被构造为不仅相对地而且绝对地进行测量。如果碳氢化合物传感器被构造为绝对地测量，则至少可以放弃由压力传感器、温度传感器和质量流传感器构成的附加的传感装置的一部分。替代过压，也可以借助用于泄露检测模式的那个泵产生和利用负压。如果这个泵应当被构造不仅用于在废气管道或废气管道和油箱中产生负压而且用于产生过压，则可想到的是，泵例如能借助阀体或类似装置交替地以其压力侧和其抽吸侧与废气管道连接。
附图标记列表
2 废气管道
4 第一截止阀
6 内燃机
8 用于基于汽油的液体燃料的油箱
10 碳氢化合物储存器、构造为活性炭过滤器
12 碳氢化合物传感器
14 连接管道
16 第二截止阀
18 组合的压力/温度传感器
20 质量流传感器
22 结构单元，包括第一截止阀4、碳氢化合物传感器12、组合的压力/温度传感器18和质量流传感器20
24 泵，构造为流量泵
26 加热元件
28 结构单元，包括第二截止阀16、泵24、加热元件26
30 第三截止阀

Claims (14)

1.用于内燃机(6)的装置，该内燃机用于燃烧基于汽油的液体燃料，该装置包括借助废气管道(2)和第一截止阀(4)与内燃机(6)导气地连接的油箱(8)、借助废气管道(2)导气地布置在油箱(8)和内燃机(6)之间的碳氢化合物储存器(10)和借助废气管道(2)导气地布置在油箱(8)和内燃机(6)之间的碳氢化合物传感器(12)，所述碳氢化合物储存器用于中间储存在从油箱(8)逸出的废气中所含有的气态的碳氢化合物，所述碳氢化合物传感器用于测量输送给内燃机(6)的扫气空气中的碳氢化合物含量，其中，所述碳氢化合物储存器(10)能借助连接管道(14)和第二截止阀(16)与自由的周围环境连接，
其特征在于，所述装置具有恰好一个泵(24)，其中，所述泵(24)与第一和第二截止阀(4，16)被构造为并且被布置成作用连接，一方面用以在废气管道或废气管道(2)和油箱(8)中产生过压或负压，且另一方面用以将由借助连接管道(14)从周围环境抽吸的环境空气和中间储存在碳氢化合物储存器(10)中的碳氢化合物构成的扫气空气从碳氢化合物储存器(10)输送到内燃机(6)中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵(24)布置在连接管道(14)中。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述泵布置在内燃机和碳氢化合物储存器之间的废气管道中。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述泵与第一截止阀和/或碳氢化合物传感器构成一个结构单元。
5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，所述泵(24)被构造为流量泵(24)。
6.根据权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，所述装置具有压力传感器(18)和/或温度传感器(18)和/或质量流传感器(20)，其中，所述压力传感器(18)和/或温度传感器(18)和/或质量流传感器(20)优选布置在废气管道(2)中、特别优选布置在内燃机(6)和碳氢化合物储存器(10)之间。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述压力传感器(18)和/或温度传感器(18)和/或质量流传感器(20)与碳氢化合物传感器(12)构成一个结构单元(22)。
8.根据权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，在所述连接管道(14)中布置有加热元件(26)和/或空气电离器。
9.根据权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于，在所述废气管道(2)中在油箱(8)和碳氢化合物储存器(10)之间布置有第三截止阀(30)。
10.用于运行根据权利要求1至9之一所述的装置的方法，其中，所述方法包括以下方法步骤：
-在所述装置的泄露检测模式中借助泵(24)在废气管道或废气管道(2)和油箱(8)中产生过压或负压，用以诊断在废气管道或废气管道(2)和油箱(8)中的泄露；
-在所述装置的扫气模式中借助连接管道(14)和泵(24)将环境空气输送通过碳氢化合物储存器(10)，用以对碳氢化合物储存器(10)进行扫气和将由该环境空气与中间储存在碳氢化合物储存器(10)中的碳氢化合物构成的扫气空气输送到内燃机(6)中。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，仅仅在内燃机(6)的非运行模式情况下自动地启动所述泄露检测模式。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，仅仅在内燃机(6)的运行模式中自动地启动所述扫气模式。
13.根据权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，在所述装置的排气模式中借助碳氢化合物储存器(10)使来自油箱(8)的废气释放碳氢化合物并且借助连接管道(14)将释放了碳氢化合物的废气排放到自由的周围环境中。
14.根据权利要求13所述的方法，用于运行根据权利要求9所述的装置，其特征在于，仅仅在用基于汽油的液体燃料给油箱(8)加油的加油过程中自动地打开基本上闭合的第三截止阀(30)并且自动地启动排气模式。
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