[发明专利]用于运行内燃机的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及内燃发动机、特别是增压式内燃发动机。此外，本发明还涉及一种用于在增压式内燃发动机中避免压缩机喘振(Vendichterpumpen)的方法。

背景技术

现代的带内燃机的发动机系统在其进气侧通常具有一个涡轮增压机及类似形式的增压装置。这种增压装置具有压缩机，其可以电动地或者借助废气流运行。此外，涡轮增压机还可设有再循环阀，其布置在增压装置的压缩机的输入端与输出端之间的旁通管线内。所述再循环阀用来减少或者完全避免压缩机发生压缩机喘振，所述的压缩机喘振可能在从高负荷即增压范围内的运行迅速改变为低负荷的情况下出现。

发明内容

根据本发明，提出按照权利要求1的用于运行增压式内燃机的方法，以及按照并列的权利要求的控制单元、发动机系统、计算机程序产品。

本发明的其他优选构型由附属权利要求书中给出。

根据第一种角度来提出用于运行内燃机的方法。所述内燃机被构造为用于在空气导引运行模式和燃料导引运行模式、特别是稀薄的运行模式或者分层运行模式下工作，并且包括具有用于在增压压力下提供新鲜空气的压缩机的增压装置。所述方法包括以下步骤：

-在空气导引的运行模式中检查，是否要求改变需要的驱动力矩，这种改变会导致压缩机不稳定的运行范围；

-若确定了要求改变驱动力矩，而这种改变会导致压缩机不稳定的运行范围，以燃料导引的运行模式运行内燃机。

若发生压缩机的压缩机喘振，就至少会有压缩机的不稳定的运行范围。若在增压装置的压缩机内在输入端与输出端之间出现压差，然而仅要求或输送了极小的空气质量流量或者说体积流量，就会发生压缩机喘振。在这种情况下，这就可能出现压缩机叶片上的断流，这通常导致干扰的运行噪音并且可能会损坏涡轮增压机的压缩机叶片和/或轴和/或轴承。

使用推力换气阀以避免压缩机的这种出现压缩机喘振的运行状态就意味着额外的投入以及尤其是意味着额外的成本，降低了整个系统的可靠性，因为推力换气阀是与故障概率相关的另一个组件。在可选的发动机系统中，也要部分地放弃推力换气阀，其中，增压装置的压缩机必须设计得牢固耐用，特别是在压缩机与涡轮机之间的轴和轴承这方面。其中所出现的噪声生成必须根据需要通过额外的声工程措施得到抑制。

上述方法的一种设想在于，在可能出现压缩机喘振的运行状态下以稀薄的运行模式以及由此燃料导引地来运行内燃机。

在内燃机中，压缩机喘振尤其会在一种运行情况下出现：其中从基于高驱动力矩出发应快速提供低驱动力矩。在这种情况下，通常要立即关闭进气系统中的节气阀，从而使空气质量流量迅速下降，而压缩机的输入端与输出端之间则仍然存在压差。尽管空气质量流量的缓慢下降在这种情况下有利于避免压缩机喘振，然而无法实现，因为通过其他方法例如点火角干预而得到的力矩的降低仅有限地用来降低驱动力矩。

因为压缩机喘振尤其会在所输送的空气质量流量或者体积流量低而同时压缩机的输入端与输出端之间的压差高的情况下出现，上述方法会导致，由于转变为燃料导引的运行模式，空气质量流量的下降幅度不会这样大，以致在气缸的燃烧室内出现化学计算的空气/燃料混合物。最好设置更大的空气质量流量并且通过给定待喷射的燃料的喷射量来调节希望的驱动力矩，从而使内燃机以稀薄运行模式或者是，若为此设置，以分层运行状态工作。因此，内燃机的空气导引式运行模式(其中希望的驱动力矩基本取决于给定的充气量可靠暂时中断，取而代之的是，充气量也即进入气缸的空气质量流量会在可可靠排除出现压缩机的不稳定运行、特别是压缩机喘振的最小值时保持。

因此就不会向气缸的燃烧室喷射任何过高的燃料量，在燃料导引的运行模式中中断λ调节，所述λ调节会喷射与气缸内的充气量等量的燃料量而现在则取而代之地喷射更少的燃料量，该燃料量对应于所提供的驱动力矩。通过这种方式能够无需设置一个推力换气阀或者类似的其他结构措施、仅通过改变内燃机的运行模式而避免压缩机喘振。

此外，在空气导引的运行模式中还可通过这样的方式来检查是否要求改变希望的驱动力矩，该驱动力矩导致压缩机不稳定的运行范围：即通过检查是否存在对于希望的驱动力矩的要求，这种要求导致内燃机气缸内的新鲜空气的空气质量流量发生改变，由此在压缩机上现有的压差时使压缩机在不稳定的运行范围内运行。

尤其可按照希望的驱动力矩的说明或者按照为提供需要的驱动力矩所需的空气质量流量的说明来实施是否要求改变希望的驱动力矩的检查。