[发明专利]用于带有废气涡轮增压器的内燃机的新鲜气体供给装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1和9的前序部分所述的用于带有废气涡轮增压器的内燃机的新鲜气体供给装置和一种用于调节这种新鲜气体供给装置的出口压力的方法。

背景技术

内燃机、例如柴油发动机经常配有废气涡轮增压器。对此图1示出了内燃机1的示意图，该内燃机的废气管路10和废气涡轮增压器2连接。废气涡轮增压器具有由和废气驱动的、和压缩机3连接的涡轮机2。压缩机3将来自吸入空气入口11的吸入空气压缩，用于增大用于内燃机1的抽吸管路9′中的抽吸压力，由此例如实现了具有内燃机1的机动车的加速特性并且减小了能量消耗。

然而废气涡轮增压器1在内燃机1的各种工作状态中可能并不都需要充足的空气并且因此产生足够的抽吸压力。例如带有废气涡轮增压器2的活塞式压缩机、如柴油发动机例如在加速时具有一种工作状态，该工作状态称为“增压盲区(Turboloch)”。在此内燃机1在给气时利用转数升高仅仅在确定的延时之后工作，在延时中并不提供用于驱动废气涡轮增压器2的废气能、即也不提供足够的废气压并且因此不提供具有相应吸入压力的压缩的吸入空气。为了克服“增压盲区”提出解决方法，其中例如来自被空气压缩机14供给的容器13的压缩空气受控地被导入内燃机1的抽吸管路9′中，以便在内燃机1的吸入空气需求增大时对此进行弥补。这借助于布置在涡轮增压器的压缩机3或在流动方向下游的增压空气冷却器5和抽吸管路9′之间的新鲜气体供给装置7来进行。

这种新鲜气体供给装置7在图2中示意性示出。新鲜气体供给装置7利用增压空气入口6和增压空气冷却器5连接，并且利用出口9和抽吸管路9′连接。翻转件16位于增压空气入口6和出口9之间，该翻转件可由用于关闭和用于打开增压空气入口6到出口9的连接的调节发动机17来调节。此外压缩空气入口8和出口9连接并且通过流量调整装置20和容器13连接。控制装置15用于控制流量调整装置20和调节发动机17。该控制装置在此也和压力传感器18和19连接，其中第一压力传感器探测出口9的压力(出口压力)并且第二压力传感器19探测增压空气入口的压力(入口压力)并且在“Kick-Down(换低挡)”时确定转矩需求。在此情况下流量调整装置20通过打开压缩空气入口8到出口9的连接来引导压缩空气。事先将受控的翻转件16关闭，从而使压缩空气并不经过增压空气入口6反向于吸入方向流到废气涡轮增压器2的压缩机3中，而是经过出口9定向地流入抽吸管路9′中。在压缩空气供给结束时再次打开翻转件16并且关闭流量调整装置20。在此时刻，吸入压力通过废气涡轮增压器2的压缩机3再次变得充足。

专利申请文件DE 102006785A1对此说明了一个实例作为例证。

出口压力通过压缩空气这样进行调节，即由于需要聚集的燃料空气混合物不能实现形成烟。由此特别是在压缩空气供给开始时产生了少于所需要的燃料空气混合物。因此耗费的空气比需要的多。这导致了空气压缩机14的功率升高和附加的NO_x-形成。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种改进的新鲜气体供给装置和一种用于调节这种新鲜气体供给装置的出口压力的方法，其中消除了或者明显减小了上述缺点并且实现了其它的优点。

该目的通过一种具有权利要求1所述的特征的新鲜气体供给装置并且也通过一种具有权利要求9所述的特征的新鲜气体供给装置来实现。此外该目的还通过一种具有权利要求14所述的特征的方法来实现。该目的也通过一种具有权利要求17所述的特征的方法来实现。

可以通过至少一个阀和下游的比例阀有利地提出，起初可以迅速地进行压缩空气供给，其中然后通过调节将比例阀用于调节出口压力。在此并不出现压力过剩，并且燃料空气混合物可以有利地被调节到对于各个工作状态所需的值。至少一个阀设计作为比例阀用于对较高的压力进行密封，由此比例阀可以减少故障情况。

在一个可替换的实施方式中，用于带有废气涡轮增压器的内燃机的新鲜气体供给装置具有以下部分：用于使来自废气涡轮增压器的增压空气进入的增压空气入口；用于使压缩空气进入的压缩空气入口；出口，该出口可以通过翻转件和增压空气入口连接并且可以通过流量调整装置和压缩空气入口连接，该流量调整装置具有关闭位置和任意打开位置，其中当调节装置、优选的是翻转件部分打开或完全打开时关闭流量调整装置；和控制装置，用于控制调节装置、优选的是翻转件，和用于取决于内燃机的工作状态来控制流量调整装置，其中流量调整装置具有至少两个用于打开和用于关闭压缩空气入口和用于调节出口中的出口压力的阀，并且其中至少两个阀可分别通过控制阀由控制装置单独控制。