专利名称：具有多个气缸的内燃机的制作方法
具有多个气缸的内燃机
现有技术 本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的具有多个气缸的内燃机，这
些气缸被组合成至少两个气缸组。 为了减小机械振动，尤其是在V型发动机中使用所谓的不规则的点火顺序。这是 指，两个气缸组在气缸顺序上不是按照通常方式交替设置的。 一方面由此两次相继进行的 点火在一个气缸组上进行，另一方面如果在第二气缸组上进行两次相继的点火则在前述气 缸组上出现较长的暂停。 共轨系统对于汽油和柴油发动机是已知的。在一些应用情况下正是在柴油发动机 情况下才是有意义的，即不是使用一个高压泵而是两个高压泵，因为例如仅仅一个高压泵 的供使用的泵功率不足以满足整个高压量的需求。例如在较小的船用柴油机中是这种情 况，这种船用柴油机源自于商用汽车领域中的柴油机结构序列。这种船用柴油机具有比用 于商用汽车领域的结构设计更高的比功率，因此高压泵的输送功率必须更大。为了即使如 此也能够使用商业上通用的部件，在这种情况下在现有技术中使用具有两个各满足一个气 缸组的高压数量需求的高压泵的技术方案来取代具有一个高压泵的与发动机同宽的共轨 系统。备选地，两个高压轨或气缸组的高压量需求通过一个公共的高压泵满足，该高压泵具 有至少两个在液力上分开的输送元件，该输送元件各与一个高压轨以液力的方式连接。如 果在这样一种发动机设计中使用不规则的点火顺序，那么这会导致在两个高压轨中产生不 希望的强烈的压力波动。
发明的公开 因此本发明的任务是提出一种装置、一种方法和一种计算机程序，通过它们可以 分别减小各个高压轨(高压蓄压器)中的压力波动。 这个问题由一种具有多个气缸的内燃机解决，这些气缸被组合成至少两个气缸 组，这尤其可以是一种V型发动机，其中燃料可以借助喷射器喷射到气缸的燃烧室中并且 喷射器分别与至少两个高压轨的一个相连接，一个气缸组的喷射器与不同的高压轨连接。 不采用喷射器与高压轨按气缸组的配置方式，而是将一个气缸组的喷射器与不同的高压轨 相配置。 内燃机优选包括第一和第二气缸组和第一和第二高压轨，其中第一气缸组的几个 气缸与第一高压轨连接和第一气缸组的几个气缸与第二高压轨连接以及第二气缸组的几 个气缸与第一高压轨连接和第二气缸组的几个气缸与第二高压轨连接。由此在不规则的点 火顺序情况下产生高压轨的有规律的喷射顺序。 开头所述的问题也由一种具有组合成两个气缸组的多个气缸的内燃机解决，尤其 是V型发动机，其中燃料可以借助于喷射器喷射到气缸的燃烧室中并且和喷射器分别与至 少两个高压轨的其中一个连接，该至少两个高压轨的高压量需求通过自己的高压泵或通过 一个高压泵的分开的高压元件满足，所述分开的高压元件分别与高压轨之一液力地连接， 其中高压轨相互间液力地连接。这种液力连接能够在高压轨之间实现压力平衡，由此减小 压力波动。
高压轨的液力连接中优选包括节流机构。节流机构限制该液力连接的通流量和衰
减液力振荡，这种液力振荡是通过交变的压力差和由此交变的通流方向形成的。 优选规定，每个高压轨通过高压泵或通过高压泵的、分别与其中一个高压轨液力
连接的、分开的高压元件施加燃料压力并且一个高压轨的燃料压力被调节和另一个高压轨
的燃料压力被预先控制。由此可以减小或避免调节机构的混乱的状态，这种混乱状态可以
通过所述液力连接形成。 每个高压轨优选通过一个高压泵或通过一个高压泵的、分别与其中一个高压轨液 力地连接的、分开的高压元件施加燃料压力并且一个高压轨的燃料压力借助于包括至少一 个比例部分和一个积分部分的调节器调节并且另一个高压轨的燃料压力借助于只包括一 个比例部分和没有积分部分的调节器调节。这种变型也减小或避免了压力调节机构的前述 混乱状态。 开头所述的问题也通过一种用于运行具有组合成两个气缸组的多个气缸的内燃 机的方法解决，所述发动机尤其是V型发动机，其中燃料可以借助于喷射器喷射到气缸的 燃烧室中和喷射器分别与至少两个高压轨的其中一个连接，高压轨相互间液力连接，每个 高压轨通过一个高压泵或通过一个高压泵的、分别与其中一个高压轨液力地连接的、分开 的高压元件施加燃料压力，其特征在于，调节一个高压轨的燃料压力和预先控制另一个高 压轨的燃料压力。 —个高压轨的燃料压力优选借助于包括至少一个比例部分和一个积分部分的调 节器调节和另一个高压轨的燃料压力优选借助于只包括一个比例部分的调节器调节。
开头所述问题还通过一种具有计算机代码的计算机程序解决，当该计算机程序在
计算机中执行时，它用于实施按照本发明的方法的所有步骤。
附图简述 以下依据附图详细描述本发明的实施例。
其中所示
图1是内燃机的喷射设备的第一实施例的示意图；
图2按照图1的实施例的喷射或点火顺序的示意图；
图3是用于说明高压轨中的压力的压力波动的原理示意图；
图4是调节机构或控制机构的第一实施例的示意图；
图5是调节机构的第二实施例的示意图；
图6是内燃机的喷射设备的第二实施例的示意图；
图7是按照图6的实施例的喷射或点火顺序的示意图。
本发明的实施方式 图1以非常简化的视图显示了内燃机喷射设备的示意图。所示的是一个八缸柴油 内燃机的喷射设备1的粗略示意图。此处从具有V形气缸布置的八缸内燃机出发，其中各 一个气缸列的气缸形成一个气缸组B1或B2。内燃机的气缸、活塞、排气阀和类似物没有在 图1的示意图中示出，仅仅通过在此处表示为II至18的各喷射器涉及到这些气缸。喷射 器II至14属于第一气缸组Bl，喷射器15至18属于第二气缸组B2。喷射器II至18包括 各一个喷射阀，其可以通过压电的或磁性的致动器电动地打开或关闭。喷射器II至18的 喷射阀的电动打开和关闭是通过控制器实现的，该控制器在此处表示为Sl和S2，它们以电的方式控制喷射器11-18。喷射器II至14由控制器SI控制，喷射器15至18由控制器S2 控制。喷射器各连接到一个本身公知的高压轨R1或R2上。高压轨R1上连接喷射器I1至 14，高压轨R2上连接喷射器I5至I8。高压轨R1由高压泵P1施加上燃料压力，高压轨R2 由高压泵P2施加上燃料压力。高压泵Pl和P2可以或者用单独的低压泵或者由共同的低 压泵供给燃料。燃料供给系统的这些元件和其它元件如过滤器、阀和类似物对于共轨系统 本身是公知的而在此处没有示出。因此在此处有效地设有用于每个气缸组的两个相互独立 的共轨喷射系统。此时其中一个控制器作为主控制器，另一个作为副控制器来工作。备选 地，也可以通过共同的控制器实施控制。高压轨R1中的压力由第一压力传感器RDS1测量 和传递给控制器Sl ，相应地，高压轨R2中的压力由第二压力传感器RDS2测量和传递给控制 器S2。高压轨Rl和R2通过连接管道2相互液压地连接。在连接管道2内设置节流机构 3。节流机构可以如在图1的视图中是带有恒定的变窄部分的节流阀，但是也可以是可调节 的节流阀。在这种情况下可以提供一种机电式的调节，其例如由控制器Sl或S2之一或附 加的控制机构来控制。 图2中示出了按照图1的8缸内燃机的点火顺序和由此也示出喷射顺序。示出的
曲轴角9为从9=0° KW (曲轴转角)至屮=720° KW。在曲轴角上标出点火顺序和为了
便于理解分别以气缸组的方式相互上下地以图形标出。点火顺序在此处是1， 5， 7， 2， 6， 3， 4， 8。通过以气缸组方式的视图清楚地看到，例如气缸组B2的气缸5和7和气缸组B1的气缸 3禾口 4以l/n*720° KW(n =气缸数)的较短的间隔前后相继点火和由此也以该短的间隔相 继被喷射燃料。 图3示出了用于说明在两个高压轨Rl或R2中高压轨压力PR的压力波动的原理 示意图，在此处以高压轨Rl为例。如可以从图2中看见的那样，例如在气缸1和2的喷射 之间和由此也在其点火之间具有2/!1*720° KW(n二气缸数)的较长的暂停，相反在气缸3 和4的紧接着相继进行的点火和喷射具有在两次喷射之间仅仅为l/n*720° KW(n =气缸 数)的较短的暂停间隔。如果不采取其它的措施，那么在两次喷射之间的这种非常不同的 时间导致的结果是，由于在较长的喷射暂停间隔(例如在气缸1和2之间)期间高压泵不 中断地输送燃料，会发生压力升高，而在两次喷射之间的较短的时间(例如在气缸3和4的 喷射之间)期间会发生由线条PR表示的压力下降。在两个高压轨R1和R2之间的连接管 道2现在负责补偿平整两个高压轨Rl和R2的压力波动。此时通过节流机构3阻止由往来 流动的燃料产生的压力波动。 由于在高压轨Rl和R2之间的液力连接，使得先前独立的高压轨压力调节回路产 生相互影响，这可以导致不可预见的甚至混乱的状况。这种状况可以通过两种不同的措施 来解决 —方面，可以在一个开式调节回路(即控制机构)中控制其中一个高压泵，另一个 高压泵继续由闭式调节回路调节。将对采用开式调节回路控制的高压泵的控制情况存储在 控制器中的一个预控制特性曲线族中。图4示出了这种调节机构或控制机构的示意图。在 图4的上部区域中示出了用于高压轨R1的调节回路，它包括调节器RG1，它的输出端提供用 于高压泵P1的调整参量。在高压泵P1的输出端上施加有高压轨压力PR1，它由压力传感 器RDS1测量并作为电信号接入到一个连接在调节器RG1输入端之前的带有负的符号的减 法器上。在减法器的另一个输入端上施加上具有正的符号的额定蓄压器压力PR1S作为引
5导参量。至此而言在此处涉及一种经典的调节回路。高压轨R2不包括调节机构，而是依据 高压轨压力的额定值PR2S通过控制机构S2进行控制，该控制机构依据高压泵P2的调整参 量的特性曲线族确定。 替代地，两个高压轨R1和R2的高压轨压力PR1或PR2可以如图5中所示的那样 进行调节。两个调节回路因此如用于图4中的高压轨R1的调节回路那样构造。图5中的 用于高压轨Rl的调节器RG1是具有一个比例部分和一个积分部分的调节器，因此是一种 PI-调节器。用于高压轨R2的调节器，在图5中表示为RG2，仅具有一个比例部分，即它是 一种纯P-调节器。比例部分能够短期地对存在的调节偏差作出动态反应。积分部分时间 延迟地也对额定值的小的偏差作出反应。 图6示出用于具有多个气缸的内燃机的喷射设备的另一个替代的实施方式。该视 图基本上对应于图1中的视图。相应地，相同的结构组选用相同的名称。与按照图l的实 施例的区别在于，在此处取消了在两个高压轨Rl和R2之间的液力连接。取而代之的是，取 消高压轨Rl与气缸组Bl的配置和高压轨R2与气缸组B2的配置。气缸组1的喷射器，即 喷射器II， 12， 13和14现在不再与高压轨Rl相配，而是在上述点火顺序1， 5， 7， 2， 6， 3， 4， 8 的特定的示例中喷射器II和14与高压轨Rl相配置，喷射器12和13与高压轨R2相配置。 相应地，第二气缸组B的喷射器15和182与高压轨R2相配置，第二气缸组B2的喷射器16 和17与高压轨R1相配置。 一种备选的也是不同的点火顺序可以通过喷射器与高压轨R1 和R2的一种备选的合适的配置按照本发明得到解决。图7示出了相应于图2的视图的喷 射顺序。在图2中在高压轨R1和气缸组B1和高压轨R2以及气缸组B2之间的配置是相同 的，而它在图7中是不同的，而在此处只涉及高压轨R1和R2。与高压轨R1相配置的是气缸 1，4，6，7，与高压轨R2相配置的是气缸2，3，5以及8。如图7中可以看见的，点火和因此喷 射分别交错地与高压轨Rl或R2相配置，从而在此处在相继进行的喷射之间没有出现如按 照图1的实施例中那种情况的不同的暂停间隔时间。
权利要求
具有多个气缸的内燃机，这些气缸被组合成至少两个气缸组(B1，B2)，其中燃料可以借助于喷射器(I1-I8)被喷射到气缸的燃烧室中并且其中喷射器(I1-I8)分别与至少两个高压轨(R1，R2)中的一个连接，其特征在于，一个气缸组(B1，B2)的喷射器(I1-I8)与不同的高压轨(R1，R2)连接。
2. 按照权利要求1所述的内燃机，其特征在于，内燃机包括第一气缸组(Bl)和第二气 缸组(B2)和第一高压轨(Rl)和第二高压轨(R2)，其中第一气缸组(Bl)的几个气缸与第 一高压轨(Rl)连接和第一气缸组(Bl)的几个气缸与第二高压轨(R2)连接以及第二气缸 组(B2)的几个气缸与第一高压轨(Rl)连接和第二气缸组(B2)的几个气缸与第二高压轨 (R2)连接。
3. 具有多个气缸的内燃机，这些气缸被组合成至少两个气缸组(Bl， B2)，其中燃料可 以借助于喷射器(11-18)被喷射到气缸的燃烧室中并且喷射器(11-18)分别与至少两个高 压轨(Rl， R2)中的一个连接，高压轨的高压量需求分别通过自己的高压泵满足，其特征在 于，高压轨(R1，R2)液力地相互连接起来。
4. 按照权利要求3所述的内燃机，其特征在于，高压轨的液力连接(2)中包括节流机构(3)。
5. 按照前述权利要求中之一所述的内燃机，其特征在于，每个高压轨(Rl， R2)通过高 压泵(Pl， P2)或通过高压泵的分别与高压轨之一液力连接的、分开的高压元件被施加上燃 料压力并且一个高压轨的燃料压力被调节和另一个高压轨的燃料压力被预控制。
6. 按照前述权利要求中之一所述的内燃机，其特征在于，每个高压轨(Rl， R2)通过高 压泵(Pl， P2)被施加上燃料压力和一个高压轨的燃料压力借助于一个包括至少一个比例 部分和一个积分部分的调节器调节和另一个高压轨的燃料压力借助于一个只包括一个比 例部分和没有积分部分的调节器调节。
7. 用于运行具有多个气缸的内燃机的方法，这些气缸被组合成至少两个气缸组(Bl， B2)，其中燃料可以借助于喷射器(11-18)被喷射到气缸的燃烧室中并且喷射器(11-18)分 别与至少两个高压轨(R1，R2)中的一个连接，高压轨(R1，R2)液力地相互连接起来，其中每 个高压轨(R1，R2)通过高压泵(P1，P2)被施加上燃料压力，其特征在于，一个高压轨的燃料 压力被调节和另一个高压轨的燃料压力被预控制。
8. 按照权利要求7所述的方法，其特征在于，一个高压轨的燃料压力借助于一个包括 至少一个比例部分和一个积分部分的调节器调节和另一个高压轨的燃料压力借助于一个 只包括一个比例部分的调节器调节。
9. 具有程序代码的计算机程序，当在计算机上执行该程序时用于实施按照权利要求7 或8之一所述的所有步骤。
全文摘要
具有多个气缸的内燃机，这些气缸被组合成至少两个气缸组(B1，B2)，其中燃料可以借助于喷射器(I1-I8)被喷射到气缸的燃烧室中并且喷射器(I1-I8)分别与至少两个高压轨(R1，R2)中的一个连接，一个气缸组(B1，B2)的喷射器(11-18)与不同的高压轨(R1，R2)连接。
文档编号F02M55/04GK101755118SQ200880100069
公开日2010年6月23日 申请日期2008年6月10日 优先权日2007年7月24日
发明者S·迈耶-萨尔费尔德 申请人:罗伯特.博世有限公司