【技術實現步驟摘要】
本公開總體上涉及內燃發動機。在特定方面，本公開涉及一種用于車輛的內燃發動機裝置。本公開可以適用于重型車輛，諸如卡車、公共汽車和施工設備以及其他車輛類型。盡管可關于特定車輛描述本公開，但是本公開不限于任何特定車輛。
技術介紹
1、內燃發動機傳統上用于推進車輛。傳統內燃發動機使用汽油或柴油作為燃料。然而，由于替代燃料對環境的危害較小，它們最近開始受到人們的關注。此類替代燃料中的一種是氫。
2、氫燃料可以用作內燃發動機（諸如所謂的氫內燃發動機）中的可燃燃料。然而，與傳統的汽油或柴油發動機相比，氫燃料是在低壓下噴射到燃燒室中。在低壓噴射的情況下，與高壓噴射事件相比，噴射的持續時間更長。因此，低壓噴射需要在相對較早的時間點開始。因此，燃料能夠與例如殘油發生反應的時間段更長，殘油可以作為點火劑，其可能導致燃燒氣體排氣中產生顆粒物排放。因此，希望進一步開發內燃發動機，以降低油殘留物泄漏到燃燒室的風險。
技術實現思路
1、根據本公開的第一方面，提供了一種用于車輛的內燃發動機裝置，該內燃發動機裝置包括：內燃發動機，該內燃發動機包括連接到布置在曲軸箱中的曲軸的往復活塞以及燃燒室，其中曲軸箱和燃燒室沿往復活塞的往復運動方向布置在相應側；燃燒室壓力控制器，該燃燒室壓力控制器被布置為與燃燒室流體連通并且被配置為控制燃燒室中的壓力水平；以及控制單元，該控制單元包括處理電路，處理電路被配置為確定燃燒室中的壓力水平、確定曲軸箱中的壓力水平，并且響應于燃燒室中的壓力水平和曲軸箱中的壓力水平之間的差值低于
2、本公開的第一方面可以尋求減少內燃發動機的顆粒物排放。具體而言，本公開尋求減少來自曲軸箱中的油殘留物的顆粒物排放。通過控制燃燒壓力控制器來維持與曲軸箱中的壓力水平相比燃燒室中的更高的壓力水平，技術優點可以在于，曲軸箱中殘留的油通過活塞環泄漏到燃燒室的風險可顯著降低。因此，通過控制燃燒室中的壓力高于曲軸箱中的壓力，油將留在曲軸箱中并且不會與排氣混合或燃燒，否則會導致顆粒物排放。因此，氫內燃發動機裝置可以實現更加環保的裝置。
3、燃燒室中的壓力水平可以通過上述燃燒室壓力控制器來控制。如將在下文描述，燃燒室壓力控制器可以是渦輪機和壓縮機中的一者或兩者。作為替代方案或作為補充，燃燒室壓力控制器可以是布置在燃燒室的入口處的閥或節流閥，和/或布置在燃燒室的排氣出口下游的節流閥或閥。壓力水平可以是每個活塞循環的瞬時壓力水平，其中每個燃燒室中的壓力水平在每個活塞循環內保持高于曲軸箱中的壓力水平。燃燒室中的壓力水平可以是內燃發動機的進氣歧管中的壓力水平，即進氣管道中的壓力水平。壓力水平也可以是每個循環的平均壓力，其中燃燒室中的平均壓力水平應該高于曲軸箱中的平均壓力水平。作為進一步的替代方案，可以確定燃燒室中的任一個中的最低壓力。這可以通過測量或確定進氣歧管或排氣歧管中至少一個的壓力水平來實現。然后將該最低壓力與曲軸箱中的壓力水平進行比較。
4、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，燃燒室壓力控制器可以是渦輪機和/或壓縮機。技術益處可以包括可以通過控制渦輪機的轉速和/或壓縮機的轉速來控制燃燒室中的壓力水平。可以替代地通過使用所謂的可變幾何渦輪機(vgt)來控制壓力水平，其中可以通過控制vgt的可變渦輪機噴嘴位置來控制vgt的吞吐能力，從而控制燃燒室中的壓力水平。
5、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，燃燒室壓力控制器可以是渦輪裝置，其包括被布置為與燃燒室的排氣端口在下游流體連通的渦輪機和被布置為與燃燒室的進氣端口在上游流體連通的壓縮機。
6、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，渦輪裝置可以是電控渦輪裝置。技術益處可以包括可以快速控制電控渦輪裝置的轉速，從而快速改變燃燒室中的壓力水平。
7、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，電控渦輪裝置可以包括渦輪機和壓縮機之間的電動渦輪馬達。使用電動渦輪馬達的渦輪裝置也可稱為e-turbo。技術益處可以包括電動渦輪馬達可以快速控制渦輪的轉速。此外，除了控制從燃燒室排出的燃燒氣體的流速之外，渦輪裝置還可以通過外部元件進行控制。
8、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，電動渦輪馬達可以可操作地聯接到處理電路。
9、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，內燃發動機還可以包括連接到曲軸的輔助馬達。技術益處可以包括輔助馬達可以控制曲軸的轉速。例如，輔助馬達可以在曲軸上增加扭矩，以補償因控制燃燒室中的壓力水平而導致的曲軸扭矩的潛在損失。輔助馬達可以直接連接至曲軸，或者間接連接至曲軸，諸如通過齒輪級等。
10、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，輔助馬達可以是可操作地聯接到處理電路的電機。技術益處可以包括電機可以快速響應從處理電路接收的數據信號。因此，當燃燒室壓力控制器控制燃燒室中的壓力水平時，如果扭矩超出期望的扭矩水平或扭矩范圍，則電機可以快速控制曲軸上的扭矩。
11、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，電機可作為電動馬達和作為發電機操作。技術益處可以包括電機既可以在曲軸施上加扭矩，又可以產生電力。因此，電機既可以增加曲軸上的扭矩，也可以減少曲軸上的扭矩。
12、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，電機可以電連接到燃燒室壓力控制器，電機被配置為向燃燒室壓力控制器供給電力。技術益處可以包括電機在產生電力時可以向燃燒室壓力控制器供給電力。燃燒室壓力控制器可由此接收來自電機的電力以控制燃燒室中的壓力水平在低負載操作、怠速和/或負扭矩瞬變期間高于曲軸箱中的壓力水平。
13、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，處理電路還可以被配置為確定曲軸上的期望的輸出扭矩，并且響應于當前輸出扭矩和期望的輸出扭矩之間的差值高于預定扭矩閾值限值而同時控制輔助馬達和燃燒室壓力控制器。技術益處可以包括燃燒室中的壓力水平保持高于曲軸箱中的壓力水平，同時在曲軸上保持期望的輸出扭矩。
14、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，輔助馬達可以直接附接到曲軸。如上所述，輔助馬達可以替代地間接連接至曲軸，諸如通過齒輪級等。
15、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，內燃發動機裝置還可以包括第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。除了第一壓力傳感器和第二壓力傳感器之外，還可以使用第三壓力傳感器。優選地，布置該第三壓力傳感器以檢測從燃燒室排出的燃燒氣體的壓力水平。
16、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，第一壓力傳感器可以被配置為確定指示燃燒室中的壓力水平的第一壓力值。
17、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，第二壓力傳感器可以被配置為確定指示曲軸箱中的壓力水平的第二壓力值。
18、任選地，在一些示例中，包括在至少一個優選示例中，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器可以可操作地聯接到處本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于車輛的內燃發動機裝置，所述內燃發動機裝置包括：內燃發動機，所述內燃發動機包括連接到布置在曲軸箱中的曲軸的往復活塞以及燃燒室，其中所述曲軸箱和所述燃燒室沿所述往復活塞的往復運動方向布置在相應側；燃燒室壓力控制器，所述燃燒室壓力控制器被布置為與所述燃燒室流體連通并且被配置為控制所述燃燒室中的壓力水平；以及控制單元，所述控制單元包括處理電路，所述處理電路被配置為：確定所述燃燒室中的壓力水平、確定所述曲軸箱中的壓力水平，并且響應于所述燃燒室中的所述壓力水平和所述曲軸箱中的所述壓力水平之間的差值低于預定閾值限值而控制所述燃燒室壓力控制器。
2.根據權利要求1所述的內燃發動機裝置，其中所述燃燒室壓力控制器是渦輪機和/或壓縮機。
3.根據權利要求1或2中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述燃燒室壓力控制器是渦輪裝置，所述渦輪裝置包括被布置為與所述燃燒室的排氣端口在下游流體連通的渦輪機和被布置為與所述燃燒室的進氣端口在上游流體連通的壓縮機。
4.根據權利要求3所述的內燃發動機裝置，其中所述渦輪裝置是電控渦輪裝置。
5.根據權利要求4所述
6.根據權利要求5所述的內燃發動機裝置，其中所述電動渦輪馬達可操作地聯接到所述處理電路。
7.根據前述權利要求中任一項所述的內燃發動機裝置，其還包括連接至所述曲軸的輔助馬達。
8.根據權利要求7所述的內燃發動機裝置，其中所述輔助馬達是可操作地聯接到所述處理電路的電機。
9.根據權利要求8所述的內燃發動機裝置，其中所述電機能夠作為電動馬達和發電機操作。
10.根據權利要求8或9中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述電機電連接到所述燃燒室壓力控制器，所述電機被配置為向所述燃燒室壓力控制器供給電力。
11.根據權利要求7至10中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述處理電路還被配置為：確定所述曲軸上的期望輸出扭矩，并且響應于當前輸出扭矩和所述期望輸出扭矩之間的差值高于預定扭矩閾值限值而同時控制所述輔助馬達和所述燃燒室壓力控制器。
12.根據權利要求7至11中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述輔助馬達直接附接到所述曲軸。
13.根據前述權利要求中任一項所述的內燃發動機裝置，其還包括第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。
14.根據權利要求13所述的內燃發動機裝置，其中所述第一壓力傳感器被配置為確定指示所述燃燒室中的壓力水平的第一壓力值。
15.根據權利要求13或14中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述第二壓力傳感器配置為確定指示所述曲軸箱中的壓力水平的第二壓力值。
16.根據權利要求13至15中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述第一壓力傳感器和所述第二壓力傳感器可操作地聯接到所述處理電路。
17.根據前述權利要求中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述處理電路被配置為根據存儲器確定所述燃燒室中的所述壓力水平，所述存儲器包括針對多個存儲的發動機工況的多個存儲的壓力水平。
18.根據權利要求17所述的內燃發動機裝置，其中所述處理電路還被配置為根據所述存儲器確定所述曲軸箱中的所述壓力水平，所述存儲器還包括針對所述多個存儲的發動機工況的所述曲軸箱中的多個存儲的壓力水平。
19.根據前述權利要求中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述內燃發動機是氫內燃發動機。
20.一種車輛，其包括根據前述權利要求中任一項所述的內燃發動機裝置。
21.一種控制內燃發動機裝置的方法，所述內燃發動機裝置包括內燃發動機和被布置為與所述內燃發動機的燃燒室流體連通的燃燒室壓力控制器，其中所述燃燒室壓力控制器被配置為控制所述燃燒室中的壓力水平，所述方法包括：確定所述內燃發動機的所述燃燒室中的壓力水平，確定所述內燃發動機的曲軸箱中的壓力水平，并且響應于所述燃燒室中的所述壓力水平和所述曲軸箱中的所述壓力水平之間的差值低于預定閾值限值而控制所述燃燒室壓力控制器。
...【技術特征摘要】
1.一種用于車輛的內燃發動機裝置，所述內燃發動機裝置包括：內燃發動機，所述內燃發動機包括連接到布置在曲軸箱中的曲軸的往復活塞以及燃燒室，其中所述曲軸箱和所述燃燒室沿所述往復活塞的往復運動方向布置在相應側；燃燒室壓力控制器，所述燃燒室壓力控制器被布置為與所述燃燒室流體連通并且被配置為控制所述燃燒室中的壓力水平；以及控制單元，所述控制單元包括處理電路，所述處理電路被配置為：確定所述燃燒室中的壓力水平、確定所述曲軸箱中的壓力水平，并且響應于所述燃燒室中的所述壓力水平和所述曲軸箱中的所述壓力水平之間的差值低于預定閾值限值而控制所述燃燒室壓力控制器。
2.根據權利要求1所述的內燃發動機裝置，其中所述燃燒室壓力控制器是渦輪機和/或壓縮機。
3.根據權利要求1或2中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述燃燒室壓力控制器是渦輪裝置，所述渦輪裝置包括被布置為與所述燃燒室的排氣端口在下游流體連通的渦輪機和被布置為與所述燃燒室的進氣端口在上游流體連通的壓縮機。
4.根據權利要求3所述的內燃發動機裝置，其中所述渦輪裝置是電控渦輪裝置。
5.根據權利要求4所述的內燃發動機裝置，其中所述電控渦輪裝置包括所述渦輪機和所述壓縮機之間的電動渦輪馬達。
6.根據權利要求5所述的內燃發動機裝置，其中所述電動渦輪馬達可操作地聯接到所述處理電路。
7.根據前述權利要求中任一項所述的內燃發動機裝置，其還包括連接至所述曲軸的輔助馬達。
8.根據權利要求7所述的內燃發動機裝置，其中所述輔助馬達是可操作地聯接到所述處理電路的電機。
9.根據權利要求8所述的內燃發動機裝置，其中所述電機能夠作為電動馬達和發電機操作。
10.根據權利要求8或9中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述電機電連接到所述燃燒室壓力控制器，所述電機被配置為向所述燃燒室壓力控制器供給電力。
11.根據權利要求7至10中任一項所述的內燃發動機裝置，其中所述處理電路還被配置為：確定所述曲軸上的期望輸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：奧斯卡·加恩馬克，弗雷德里克·拉姆，倫納特·安德森，馬庫斯·魯本森，
申請(專利權)人：沃爾沃卡車集團，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。