增壓式內燃機和/或排氣后處理裝置的冷起動預熱的方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于增壓式內燃機和/或增壓式內燃機的排氣后處理裝置的冷起動預熱的方法。本發明專利技術還涉及一種機動車，尤其是商用車，其具有增壓式內燃機、排氣后處理裝置以及用于增壓式內燃機和/或排氣后處理裝置的冷起動預熱的裝置。在該方法中，冷起動輔助裝置設置在進氣管道中，用于在發動機靜止時加熱增壓空氣。內燃機包括至少一個工作氣缸，其在各種情況下具有連接到進氣管道的至少一個入口閥和連接到排氣系統的至少一個出口閥，并且還包括用于設置閥位置的裝置。內燃機可借助于增壓裝置進行增壓，增壓裝置可通過電動機操作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于增壓式內燃機和/或增壓式內燃機的排氣后處理裝置的冷起動預熱的方法。本專利技術還涉及一種機動車，尤其是商用車，其具有增壓式內燃機、排氣后處理裝置以及用于增壓式內燃機和/或排氣后處理裝置的冷起動預熱的裝置。
技術介紹
從實踐經驗已經獲悉，通過借助于排氣后處理系統(例如具有排氣催化劑的排氣后處理系統)對排氣進行催化后處理可以在有效的方式下減少來自內燃機的污染物排放。然而，為了此目的，重要的前提是催化劑已經達到其點燃溫度。低于這個溫度，排氣催化劑是無效的或不是非常有效的，并且反應僅在不足的低轉換速率下發生。在具有排氣渦輪增壓的系統中，由于排氣渦輪所提供的散熱，以對于排放最佳的方式達到催化劑點燃是很關鍵的。在這種類型的內燃機的情況下，因而必須采取措施以確保排氣催化劑在冷起動時很快達到其點燃溫度。常常利用二次空氣系統來限制冷起動排放。在這種情況下，二次空氣在預熱期間通過例如二次空氣泵注入到出口閥附近。通過注入空氣與包含在熱排氣中的未燃燒的排氣成分的反應和催化劑中的進一步的氧化作用，所述催化劑被更快速地加熱。出于這個目的，例如，DE4441164A1提出了經由增壓空氣管線將增壓空氣傳送至內燃機，并在這個增壓空氣管線內部設置節流閥。通向增壓器的入口側的再循環空氣管線使節流閥的上游和增壓器的下游分流。再循環空氣調節器設置在再循環空氣管線中。連接管線從增壓器的壓力側通向內燃機的排氣管線，其中連接至發動機控制單元的控制閥設置在所述連接管線中。之前已知方法的缺點是必須提供額外的構件，例如二次空氣泵、再循環空氣管線、再循環空氣調節器、節流閥等等。在實踐中還已經獲悉用于預加熱燃燒空氣的冷起動輔助裝置，例如采用火焰-起動裝置或電熱塞形式的冷起動輔助裝置，其設置在燃燒裝置的進氣管道中。具體地說，這種類型的冷起動輔助裝置用于容許內燃機(例如柴油機或火花點火發動機)在具有增壓空氣或沒有增壓空氣的情況下的冷起動。其尤其用于柴油機的情況中，例如用于貨柜車的直接噴射式柴油機中，以確保發動機在低溫下(例如低于-10°C)可靠地起動。這些冷起動輔助裝置的缺點是加熱效應受限于增壓空氣溫度，并且沒有對氣缸或排氣后處理裝置的加熱。
技術實現思路
因此，本專利技術的一個目的是提供一種用于增壓式內燃機和/或排氣后處理裝置的冷起動預熱的改進的方法，借助于該方法可避免傳統技術的缺點。這些目的借助于具有主權利要求的特征的方法實現。本專利技術的有利的實施例和應用形成了從屬權利要求的主題，并且在某些情況下在以下參照附圖的描述中更詳細地說明。根據本專利技術的大體方面，提出了一種用于增壓式內燃機和/或增壓式內燃機的排氣后處理裝置的冷起動預熱的方法。具體地說，該方法涉及一種用于在發動機靜止時進行冷起動預熱的方法，并且涉及一種用于在執行增壓式內燃機的冷起動之前或期間立即進行冷起動預熱的方法。在這種情況下，根據現有技術，冷起動輔助裝置設置在進氣管道中，用于在發動機靜止時加熱增壓空氣。冷起動輔助裝置可為火焰-起動裝置或輝光型裝置，例如電熱塞或輝光格柵。內燃機可借助于增壓裝置增壓，增壓裝置可通過電動機操作，并因而還可在發動機靜止時或內燃機沒有點火時進行增壓。內燃機還包括至少一個工作氣缸，其在各種情況下具有連接到進氣管道的至少一個入口閥和連接到排氣系統的至少一個出口閥。還提供了一種用于設置閥位置的裝置。該裝置可通過旋轉曲軸和/或通過觸發凸輪軸相位調節器(如果存在)設置閥位置。在用于冷起動預熱的方法中，以下步驟在檢測內燃機的冷起動之后執行：當發動機靜止時觸發冷起動輔助裝置，觸發增壓裝置的電動機操作，并在工作氣缸的至少一個入口閥和至少一個出口閥之間設置閥重疊和/或增壓交換位置，以便將由增壓裝置傳送的增壓空氣中的至少一些直接傳送到排氣系統中。增壓空氣直接傳送到排氣系統中意味著變熱的增壓空氣在工作氣缸的排出且沒有點火過程的情況下傳送到排氣系統中。在這種情況下，不需要上述三個步驟的特定順序。它們可接連地或同時被起動。增壓裝置的電動機操作使得有可能將增壓空氣傳送到內燃機并且使其通過觸發的冷起動輔助裝置加熱，盡管發動機是靜止的且甚至沒有來自內燃機的燃燒空氣的渦輪能量。在工作氣缸的至少一個入口閥和至少一個出口閥之間設置閥重疊具有的效果在于，使加熱的增壓空氣在閥重疊的情況下流入對應的工作氣缸中，并且經由出口閥排出至排氣側。在閥重疊的情況下，入口閥和出口閥同時部分地打開，結果存在經由入口閥進入到排氣系統中的增壓空氣的排出。一方面工作氣缸和另一方面排氣后處理系統(尤其是排氣后處理催化劑)因此被預熱。因而可能省略通向增壓器的入口側的額外的再循環空氣管線或額外的二次泵。在預熱階段之后，例如在預定的時間之后，隨后可發生起動器的促動以便起動發動機。由于預熱的一個或多個氣缸，內燃機呈現更好的點火性能或起動性能。由于預熱的排氣后處理裝置，更快地達到點火溫度，并且減少污染物排放。這里，可通過電動機操作的增壓裝置優選地體現為電動機輔助的排氣渦輪增壓器。這種電動機輔助的排氣渦輪增壓器本身也是從現有技術已知的，并具有電驅動的非容積式壓縮機。在這種情況下，輔助能量例如可在低速累積的延時壓力期間以限時的方式并且借助于瞬態模式的電動機來供給。因而一個特別的優點在于，還可使用排氣渦輪增壓器來加熱工作氣缸和排氣后處理裝置，意味著不需要額外的泵或電動壓縮機。另一個優點在于，排氣渦輪增壓器的共旋轉的渦輪有助于將熱空氣傳送給排氣后處理系統。然而，在本專利技術的范圍內，還可能提供電動壓縮機替代電動機輔助的排氣渦輪增壓器，其僅僅由電動裝置驅動，而非經由通過排氣能量驅動的渦輪。用于設置閥位置的裝置可設計為設置曲軸的至少一個預定角度位置，其通過曲軸的共旋轉產生閥重疊，并且為了設置曲軸的角度位置，觸發內燃機的起動電動機或曲軸起動發電機。此外，用于設置閥位置的裝置還可設計為借助于凸輪軸的相位調節器(如果存在)使凸輪軸扭轉，其設置更大的閥重疊。在本專利技術的范圍內，存在一種可能性為，在設置閥重疊的步驟中，閥重疊和/或增壓交換位置在各種情況下對于在起動過程期間接下來待點火的一個或多個工作氣缸接連設置。這提供了將冷起動過程期間接下來待點火的氣缸選擇性地預熱的優點。在體現為直列式六氣缸發動機的內燃機的情況下，根據本專利技術的實施方式的一種可能性設想為，在設置閥重疊的步驟中，曲軸接連旋轉3次或若干次，每次120°，以便在各種情況下將兩個同步的工作氣缸的其中一個工作氣缸設置至增壓交換上死點位置。在后續起動過程期間，接下來待點火的工作氣缸因此是已經預熱的。還可能的是，閥不經由凸輪軸驅動，而是內燃機的閥裝置體現為電磁閥裝置，其通過用于設置閥位置的裝置觸發以便設置閥重疊。這里同樣還可能的是，借助于相位調節器轉動凸輪軸，以便設置更大的閥重疊。在本專利技術的另一方案中，在設置閥重疊的步驟中，在發動機靜止時發生緩慢的連續的曲軸旋轉。連續的曲軸旋轉同樣接連地產生閥重疊，導致由增壓裝置傳送的增壓空氣中的至少一些直接傳送到排氣系統中。根據一個優選的實施例，內燃機以自點火方式操作，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于車輛的增壓式內燃機(3)和/或排氣后處理裝置的冷起動預熱的方法，其中，冷起動輔助裝置(6)設置在進氣管道(5)中，用于在所述發動機靜止時加熱增壓空氣，且其中，所述內燃機(3)包括至少一個工作氣缸(3)，所述工作氣缸在各種情況下具有連接到所述進氣管道(5)的至少一個入口閥以及連接到排氣系統的至少一個出口閥，并且還包括用于設置閥位置的裝置(1,8)，并且可借助于增壓裝置(10)進行增壓，所述增壓裝置(10)可通過電動機操作；其中，在所述方法中，以下步驟在檢測所述內燃機(3)的冷起動(S1)之后執行：在所述發動機靜止時觸發所述冷起動輔助裝置(S2)；觸發所述增壓裝置的電動機操作(S3)；以及在工作氣缸(30)的至少一個入口閥和至少一個出口閥之間設置閥重疊(S4)，以便將由所述增壓裝置(10)傳送并由所述冷起動輔助裝置預熱的增壓空氣中的至少一些直接傳送到所述排氣系統中。

【技術特征摘要】
2014.11.28 DE 102014017676.21.一種用于車輛的增壓式內燃機(3)和/或排氣后處理裝置的冷起動預熱的方法，
其中，冷起動輔助裝置(6)設置在進氣管道(5)中，用于在所述發動機靜止時加熱增壓空氣，且
其中，所述內燃機(3)包括至少一個工作氣缸(3)，所述工作氣缸在各種情況下具有連接到所述進氣管道(5)的至少一個入口閥以及連接到排氣系統的至少一個出口閥，并且還包括用于設置閥位置的裝置(1,8)，并且可借助于增壓裝置(10)進行增壓，所述增壓裝置(10)可通過電動機操作；
其中，在所述方法中，以下步驟在檢測所述內燃機(3)的冷起動(S1)之后執行：
在所述發動機靜止時觸發所述冷起動輔助裝置(S2)；
觸發所述增壓裝置的電動機操作(S3)；以及
在工作氣缸(30)的至少一個入口閥和至少一個出口閥之間設置閥重疊(S4)，以便將由所述增壓裝置(10)傳送并由所述冷起動輔助裝置預熱的增壓空氣中的至少一些直接傳送到所述排氣系統中。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，
(a)可通過電動機操作的所述增壓裝置是電動機輔助的排氣渦輪增壓器(10)；或
(b)可通過電動機操作的所述增壓裝置是電動壓縮機。
3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述冷起動輔助裝置(6)是火焰-起動裝置或輝光型裝置，例如電熱塞或輝光格柵。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，
(a)所述用于設置閥位置的裝置(1,8)設計為設置所述曲軸(7)的至少一個預定的角度位置，這產生所述閥重疊，并且出于這個目的觸發所述內燃機的起動電動機或曲軸起動發電機(8)；或
(b)所述內燃機的閥裝置體現為電磁閥...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A帕彭海默，A佐默曼，
申請(專利權)人：曼卡車和巴士股份公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE