用于运行内燃机的方法、内燃机和机动车与流程

文档序号:17475690发布日期:2019-04-20 06:06阅读:106来源:国知局
用于运行内燃机的方法、内燃机和机动车与流程

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法、一种适合用于实施这种方法的内燃机以及一种具有这种内燃机的机动车。



背景技术:

用于机动车的内燃机通常具有冷却系统,在冷却系统中,冷却剂通过一个或多个冷却剂泵被在至少一个冷却回路中输送并且在此吸收集成在冷却回路中的部件主要是内燃机的热能。如果已经达到内燃机的运行温度范围,则该热能随后在环境热交换器、所谓的主冷却器以及暂时地在加热器热交换器中被释放到周围空气,在加热器热交换器的情况下被释放到规定用于调节机动车内部空间空气的周围空气。

此外,用于机动车的燃烧动力机械可以具有废气再循环系统,由燃烧动力机械的内燃机产生的废气的一部分可以通过该废气再循环系统从燃烧动力机械的排气线路被输送回燃烧动力机械的新鲜气体线路中并且通过新鲜气体线路被输送回内燃机,由此尤其确定的有害物质排放在燃烧动力机械的运行中会保持较少。已知使用所谓的高压废气再循环系统,其中,废气再循环系统在废气涡轮增压器的集成在排气线路中的涡轮机的上游从排气线路分支出来,并且在废气涡轮增压器的集成在新鲜气体线路中的压缩机的下游通入新鲜气体线路。此外还已知使用所谓的低压废气再循环系统,其中,废气再循环系统在废气涡轮增压器的涡轮机的下游从排气线路分支出来并且在废气涡轮增压器的压缩机的上游通入新鲜气体线路。为了避免输入内燃机的新鲜气体(当废气再循环系统启用时,该新鲜气体是空气废气混合物)的过高的温度,可以规定,在废气再循环管路中集成有(废气再循环)冷却器,其作为热交换器能够实现热能从待输送回的废气向同样通流热交换器的冷却剂的转移。这种废气再循环冷却器通常集成在燃烧动力机械的包括内燃机的冷却通道的冷却系统中。

此外,用于机动车的燃烧动力机械可以包括nox存储式催化转化器和/或颗粒过滤器,它们集成在燃烧动力机械的排气线路中并且用于减少废气中的有害物质,废气会在燃烧过程中产生于燃烧动力机械的内燃机并且经由排气线路被排放到周围环境中。具体而言,在内燃机的某些运行状态下,氮氧化物(nox)被存储在nox存储式催化转化器内,氮氧化物在这些运行状态下不能还原成氮(n)和氧气(o2),同时颗粒过滤器从废气流中过滤掉(碳烟)颗粒。对于nox存储式催化转化器和颗粒过滤器都适用的是,它们在达到定义的负荷界限时必须被再生,以便维持其功能性能。对于nox存储式催化转化器还必须以规律的间隔进行脱硫,这也被称为去硫酸盐。这点是必要的,是因为通常包含在燃料中的硫与nox存储式催化转化器的存储材料发生反应,由此可供存储氮氧化物的存储材料量减少。在此产生硫酸盐(例如硫酸钡),其非常耐温度变化并且在为nox再生而设定的废气温度下不被分解。为了脱硫,nox存储式催化转化器此外必须通过有针对性的措施被加热至通常处于600℃至650℃之间的温度。如果不通过添加添加剂降低碳烟颗粒的氧化温度,则颗粒过滤器的再生也需要类似的温度。

将nox存储式催化转化器和/或颗粒过滤器加热至脱硫或再生需要的温度通常通过相应地提高废气的温度实现,为此已知不同的、尤其发动机内部的措施。在这种脱硫/再生中由于相对较高的废气温度而产生的问题在于,在此很大的热功率被带入燃烧动力机械的冷却系统和尤其内燃机。尤其当燃烧动力机械设置废气再循环时出现这种情况,因为尤其当内燃机以相对较低的负荷和转速运行时,需要引入所述提高废气温度作为措施用于nox存储式催化转化器的脱硫和颗粒过滤器的再生。但在这类运行状态下,通常也将很大份额的废气输送回新鲜气体线路并且在此借助集成在冷却系统中的一个或多个废气再循环冷却器进行冷却。

专利文献de19948148a1公开了一种具有燃烧动力机械的机动车,该燃烧动力机械具有集成在排气线路中的nox存储式催化转化器。为了实现nox存储式催化转化器的尽可能有利的运行,在燃烧动力机械的内燃机的引起相对较高的废气温度的运行中,借助可调节的空气流对排气线路的位于nox存储式催化转化器上游的区段进行冷却。

专利文献gb2507342b公开了一种用于确定颗粒过滤器的碳烟负荷的方法,该颗粒过滤器布置在燃烧动力机械的排气线路中。在此,在不稳定的运行状况下确定颗粒过滤器内的碳烟量,方式是确定用于相应的稳定运行点的碳烟量并且在考虑由于不稳定的运行状况引起的碳烟量的偏差的情况下对其进行修正。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于,在燃烧动力机械中避免由于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生引起的内燃机和/或冷却系统的热过载,所述燃烧动力机械包括内燃机、冷却系统、必要时具有纳入所述冷却系统的废气再循环冷却器的废气再循环管路和排气线路,该排气线路具有集成在其中的nox存储式催化转化器和/或集成在其中的颗粒过滤器。

所述技术问题通过根据权利要求1所述的用于运行燃烧动力机械的方法解决。适合用于自动化地实施这种方法的燃烧动力机械以及具有这种燃烧动力机械的机动车是权利要求7和9的技术方案。按照本发明的方法的有利的实施方式和按照本发明的燃烧动力机械的和因此按照本发明的机动车的优选的设计方式是另外的权利要求的技术方案和/或由本发明的以下说明得出。

本发明基于以下构思,即,避免由于被规定作为用于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生的措施的提高废气温度而引起的内燃机和/或燃烧动力机械的冷却系统的热过载,方式是在实施该措施前和/或期间有针对性地提高用于通流冷却系统的冷却剂的冷却功率,以便实现将冷却剂的温度降低至低于在正常情况下、也就是说在没有上述措施的情况下为燃烧动力机械在内燃机的相应的运行状态下的运行而设置的温度的温度值范围。

按照本发明,与此相应的是一种用于运行燃烧动力机械的方法,所述燃烧动力机械具有至少一个内燃机(尤其柴油机或汽油机或者其组合、也就是例如具有均质压燃的内燃机)、新鲜气体线路、排气线路和包括环境热交换器以及内燃机的冷却通道的冷却系统,其中,在所述排气线路中集成有nox存储式催化转化器和/或颗粒过滤器,并且其中,作为用于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生的措施,临时将通流排气线路的废气的温度调节到至少(相应)措施所需的最小值。为了避免由于废气的相对较高的温度而带来的相对较高的热功率引起内燃机和/或冷却系统的热过载(其中应当尤其避免冷却剂的局部沸腾),相对较高的温度可以尤其通过发动机内部的措施实现并且因而直接引起内燃机的相应升温,此外还规定,为了用于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生的措施并且因此在(即将)实施该措施之前和/或期间,降低在冷却系统中流动的和尤其在冷却系统的包括内燃机的冷却回路中流动的冷却剂的温度。

为此,按照本发明的燃烧动力机械包括至少一个内燃机、新鲜气体线路、排气线路和包括环境热交换器以及内燃机的冷却通道的冷却系统,其中,在所述排气线路中集成有nox存储式催化转化器和/或颗粒过滤器。此外还设有控制装置,该控制装置设计为可以实施按照本发明的方法。

对冷却剂的温度的降低可以优选在用于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生的措施临近结束前或结束后马上或伴随该措施的结束立即被结束,以便避免例如内燃机在正常运行中(也就是说在不实施用于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生的措施的情况下)由于冷却剂的温度降低而具有低于为正常运行设定的、设计为最佳的运行温度范围的运行温度。

优选在环境热交换器的下游、优选在下游紧邻的位置和/或在内燃机的上游、优选在上游紧邻的位置测量冷却剂的温度,所述环境热交换器可以尤其是冷却系统的主冷却器,由于冷却剂在那里的温度对待冷却的、集成在冷却系统中的部件的设置的温度范围起决定性作用。与此相应地,按照本发明的燃烧动力机械可以具有在一个这样的位置处集成在冷却系统中的温度传感器。也可以规定温度传感器布置在内燃机的冷却通道的下游或出口内,或者说在内燃机的冷却通道的下游或出口内测定温度。

按照本发明的方法可以尤其在如下情况下有意义地实施,即,在规定作为用于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生的措施的提高废气温度期间,将废气通过废气再循环管路输送,该废气再循环管路包括集成在冷却系统中的废气再循环冷却器并且从排气线路分支出并且通入新鲜气体线路,因为在此由于待输送回的废气的相对较高的温度很大的热功率通过废气再循环冷却器被引入冷却系统。在这种情况下可以优选规定,按照本发明降低在冷却系统的包括废气再循环冷却器和进一步优选也包括内燃机的冷却回路中流动的冷却剂的温度。与此相应地,按照本发明的燃烧动力机械可以具有从排气线路分支出并且通入新鲜气体线路的废气再循环管路,其中,所述废气再循环管路包括集成在冷却系统中的废气再循环冷却器。如果燃烧动力机械如同优选规定的那样设计为借助至少一个废气涡轮增压器增压,则废气再循环管路既可以是高压废气再循环系统(hd-agr)的一部分也可以是低压废气再循环系统(nd-agr)的一部分。特别优选地既可以设置高压废气再循环系统也可以设置低压废气再循环系统。

如果设置废气再循环系统,则有意义的会是,仅当废气以高于定义的限值(例如总共导引经过排气线路的废气流的至少50%)的流量份额被导引经过废气再循环管路时,才实施按照本发明的对在冷却系统中流动的冷却剂的温度的降低,因为只有那时才认为引入冷却系统的热功率高到需要相应的补偿过程或至少使得相应的补偿过程有意义。与此相应地,按照本发明的燃烧动力机械可以具有用于确定(例如测定)废气的导引经过废气再循环管路的流量份额的器件。

优选也可以规定,根据废气的被导引经过废气再循环管路的流量份额改变对冷却剂的温度的降低的实施程度。由此可以实现尽可能最佳地补偿由于作为用于nox存储式催化转化器的脱硫和/或颗粒过滤器的再生的措施的对废气温度的提高而引入冷却系统的升高的热功率。

冷却剂的温度的降低可以优选通过如下方式实现,即

-相对于冷却剂的被导引经过(按照本发明的燃烧动力机械的冷却系统的)绕开环境热交换器的旁路的份额,提高冷却剂的被导引经过所述环境热交换器的份额,和/或

-提高(按照本发明的燃烧动力机械的)配属于环境热交换器的风机的输送功率。因此仅通过使用冷却系统的通常本来就包括的那些部件就可以实现降低冷却剂的温度。

原则上与此处所述的其余措施无关但优选与之结合应用的避免冷却剂的局部热过载直至沸腾的另外的可行方案是,在冷却系统运行时保持用于冷却剂的定义的压力水平,因为沸腾温度与压力相关并且在此随压力的升高而增大。在现在经常用在机动车的燃烧动力机械上的封闭的冷却系统中,压力从燃烧动力机械的冷启动开始升高直至达到用于冷却剂的规定的运行温度范围,其中,通过设置封闭的补偿容器,压力升高被限制,但由于位于补偿容器内的气体的压缩而不被完全释放,完全释放出现在开放的冷却系统或补偿容器的情况中。如果冷却剂例如在燃烧动力机械的冷启动后不久还具有相对较低的温度,则冷却剂在冷却系统中的压力也还相对较低。如果随后例如由于对内燃机的非常高的负荷需求而局部并且尤其在内燃机的气缸盖内将高的热功率带入冷却剂,则在那里局部存在冷却剂沸腾的风险,由此冷却剂可能被损害。为了避免这点,可以规定,在冷却系统的一种状态下在燃烧动力机械运行期间主动通过一个或多个适合的压力发生装置产生定义的压力水平,该压力水平由于冷却剂的温度还太低而尚未达到。在此,这种压力发生装置可以尤其根据压力传感器的测量信号被控制,该压力传感器优选确定冷却系统的补偿容器内的气体压力。这种对冷却剂压力的主动影响可以尤其通过相应地控制冷却系统的一个或多个冷却剂泵、必要时结合可控制的节流阀或其它的流阻实现,所述冷却剂泵尤其可电动驱动或以其它的方式与内燃机无关地被驱动。备选或补充地也可以优选设置一种压力发生装置,通过该压力发生装置可以影响包含在补偿容器内的气体的压力。为此,这种压力发生装置可以包括气体输送装置、尤其压缩机,通过该压缩机可引入附加的气体以便提高补偿容器内的气体压力。此外优选地,这种压力发生装置可以具有可控制的阀,由此也可以再有针对性地降低补偿容器内的气体压力。备选或补充地,相应的压力发生装置也可以设置可以影响包含在补偿容器内的气体的体积并且由此影响其压力的器件。这类器件可以具有例如至少部分限定气体体积的尤其膜形式的壁部,该壁部借助操纵装置可移动以便改变气体体积。

按照本发明的机动车包括至少一个按照本发明的燃烧动力机械,所述燃烧动力机械优选规定用于产生用于机动车的行驶驱动功率。所述机动车可以是尤其基于车轮的机动车(优选轿车或货车)。

尤其在权利要求和一般性地解释权利要求的说明书中的不定冠词(“一个”、“一种”)应当理解为其本身并且不应当理解为量词。因此,相应地借此具体表示的部件应当如此理解,即,这些部件出现至少一次并且可以多次出现。

附图说明

以下根据附图中示出的实施例详细阐述本发明。在附图中:

图1示出按照本发明的机动车;和

图2示出按照本发明的燃烧动力机械的接线示意图。

具体实施方式

图1示出按照本发明的机动车,其具有按照本发明的燃烧动力机械10。

这种按照本发明的燃烧动力机械10根据图2具有内燃机12,内燃机12可以尤其设计为按照柴油机原理工作的往复活塞式内燃机并且包括气缸壳体14以及气缸盖18,在气缸壳体14内构造有多个气缸16。此外,根据图2的燃烧动力机械10还具有主冷却系统和副冷却系统。

主冷却系统用于(直接)冷却内燃机12、用于润滑内燃机12的发动机润滑油、配属于内燃机12的(手动或自动)变速器(未示出)的(变速器)润滑油、废气涡轮增压器20、尤其废气涡轮增压器20的轴承座或废气涡轮机96以及或者经由低压废气再循环系统的废气再循环管路22或者经由高压废气再循环系统的废气再循环管路24输送回的废气。主冷却系统为此包括气缸壳体14的和气缸盖18的冷却通道26、28、发动机润滑油冷却器30、变速器润滑油冷却器32、用于废气涡轮增压器20的冷却器、具体而言为废气涡轮增压器的废气涡轮机96的冷却通道(废气涡轮增压器冷却器34)、用于废气再循环阀36(或者说废气再循环阀36内的冷却通道)的冷却器以及分别在低压废气再循环系统的废气再循环管路22中的废气再循环冷却器(低压废气再循环冷却器38)和高压废气再循环系统的废气再循环管路24中的废气再循环冷却器(高压废气再循环冷却器40)。此外,主冷却系统还包括主冷却器42、三个冷却剂泵46、48、50以及加热器热交换器44。主冷却器42用于通过热能向通流主冷却器42的周围空气的传导对同样通流主冷却器42的冷却剂进行再冷却。与此相反,加热器热交换器44用于在需要时加热周围空气、规定用于对包括燃烧动力机械10的机动车(根据图1的示例)的内部空间进行空调的空气并且由此调节其温度。主冷却系统的三个冷却剂泵46、48、50中的一个设为主冷却剂泵46,主冷却剂泵46可以或者电动驱动或者优选直接或间接地由内燃机12的输出轴(尤其曲轴;未示出)、也就是说机械地驱动。即使在主冷却剂泵46的这种机械式驱动的情况下,主冷却剂泵46可以设计为在比输送功率(也就是说分别相对于驱动转速的输送功率)方面可控制或者可调节以及此外还可关闭(也就是说随后尽管转动驱动但不产生重要的或者有影响的输送功率)。在此可以规定,在主冷却剂泵46的关闭状态下,主冷却剂泵46的通流受阻或能够被阻止。与此相反,主冷却系统的另外的两个(附加)冷却剂泵48、50电动驱动。

不同的热交换器部件以及冷却剂泵46、48、50集成在主冷却系统的不同的冷却回路中。主冷却回路包括气缸盖18的和气缸壳体14的冷却通道26、28、主冷却器42、绕过主冷却器42的旁路52和主冷却剂泵46。气缸盖18的和气缸壳体14的冷却通道26、28在此平行地集成在主冷却回路中。借助形式为(自主调节的)恒温阀(开启温度:105℃)的第一控制装置54以及形式为通过控制装置58可控制的控制阀的第二控制装置56可以影响的是,如果气缸盖18的冷却通道28被通流,则气缸壳体14的冷却通道26是否也被冷却剂通流并且以何种程度被通流。借助同样设计为通过控制装置58可控制的控制阀形式的第三控制装置60可以影响的是,在主冷却回路中流动的冷却剂是否被导引通过主冷却器42或者所属的旁路52,并且如果是的话以何种程度被导引。第一、第二和第三控制装置54、56、60以及第四控制装置62分别是冷却剂分配器模块108的一部分。

此外设置有第一副冷却回路,第一副冷却回路包括支路段,所述支路段(相对于主冷却回路中的冷却剂的规定的流动方向)在气缸盖18的冷却通道28的出口的下游紧接地从主冷却回路的区段分支出并且在第三控制装置60的上游重新通入主冷却回路的区段。主冷却回路的位于第一副冷却回路的支路段的分支处与通入口之间的区段借助设计为通过控制装置58可控制的控制阀的形式的第四控制装置62可关闭,从而可以按需借助第四控制装置62禁止主冷却回路的该区段的(并且由此整个主冷却回路的)通流。在第一副冷却回路中集成有附加冷却剂泵48、50的第一附加冷却剂泵48。在第一附加冷却剂泵48的下游,第一副冷却回路分成两个并联的线路,其中,在第一线路中集成有低压废气再循环冷却器38及其下游的加热器热交换器44,并且在第二线路中集成有废气涡轮增压器冷却器34。第一副冷却回路的支路段的所述两个线路在其通入主冷却回路的通入口前方重新合并。

此外,主冷却系统还包括第二副冷却回路。在第二副冷却回路的支路段中集成有用于废气再循环阀36的冷却器(冷却通道),第二副冷却回路的该支路段在气缸盖18的冷却通道28的出口的邻近处分支出来,其中,在该分支中集成有节流阀64,用于限制通流第二副冷却回路的冷却剂的量。第二副冷却回路的支路段在主冷却剂泵46的上游(以及在主冷却器42的下游和属于主冷却器42的旁路52的通入口的上游)通入主冷却回路的区段。

第三副冷却回路包括支路段,所述支路段在气缸盖18的与气缸壳体14的冷却通道26、28之间的分岔区域分支出并且在主冷却剂泵46的上游(以及在主冷却器42和属于主冷却器42的旁路52的通入口的下游)重新通入主冷却回路的区段。在该支路段中集成有发动机润滑油冷却器30。

第四副冷却回路包括支路段,所述支路段从第三副冷却回路的支路段分支出并且集成了形式为恒温阀(开启温度:例如75℃)的第五控制装置66以及变速器润滑油冷却器32。第四副冷却回路的支路段同样在主冷却剂泵46的上游(以及在主冷却器42的下游和属于主冷却器42的旁路52的通入口的上游)通入主冷却回路的区段。

主冷却系统的第五副冷却回路包括支路段,所述支路段在第一附加冷却剂泵48的上游从第一副冷却回路的支路段分支出并且集成了第二附加冷却剂泵50及其下游的高压废气再循环冷却器40。在高压废气再循环冷却器40的下游布置有形式为恒温阀(转换温度例如处于70℃至80℃之间)的第六控制装置68。借助第六控制装置可以将已通流高压废气再循环冷却器40的冷却剂根据温度或者分配到废气再循环冷却回路的支路段的末端区段或者分配到在第二附加冷却剂泵50的上游通入第五副冷却回路的支路段的起始区段的短路管路70。

副冷却系统用于冷却借助废气涡轮增压器20的压缩机98增压的新鲜气体(增压空气),增压的新鲜空气经由燃烧动力机械10的新鲜气体线路74被输入内燃机12,副冷却系统还用于冷却计量阀72,通过计量阀72可以将还原剂引入通流燃烧动力机械10的排气线路76的废气中,以便通过选择性的催化还原实现减少废气中的有害物质、尤其氮氧化物。一方面为冷却增压空气而设的增压空气冷却器78和另一方面为冷却计量阀72而设的冷却通道集成在副冷却系统的冷却回路的平行的线路中。此外,在该冷却回路中(在没有分成两个线路的区段中)集成有可电动驱动的冷却剂泵80以及附加冷却器82,该附加冷却器82用于通过热能向通流附加冷却器82的环境空气的转移对通流副冷却系统的冷却回路的冷却剂进行再冷却。借助旁路84可绕过附加冷却器82,其中,通流副冷却系统的冷却回路的冷却剂向附加冷却器82或者所属的旁路84的分配通过第七控制装置86可改变,第七控制装置86可以设计为恒温阀或借助控制单元可控制的控制阀。

在燃烧动力机械10的常规运行期间,冷却剂在主冷却系统中的温度可以至少在部分区段明显高于在副冷却系统中的温度,从而主冷却系统也可以被称为高温冷却系统,并且副冷却系统也可以被称为低温冷却系统。

此外,冷却系统还包括补偿容器88,补偿容器88部分用冷却剂并且部分用空气装满。补偿容器88通过从补偿容器88的容纳冷却剂的(下部)区段分支出的连接管路90与主冷却系统的主冷却回路和副冷却系统的冷却回路都导流地连通。此外,通风管路92在其间接入或者一个或多个止回阀94或者节流阀64的情况下将高压废气再循环冷却器40、主冷却器42、气缸盖18的冷却通道28以及增压空气冷却器78与补偿容器88的容纳空气的(上部)区段连接。

根据图1的冷却系统的主冷却系统可以例如按照以如下方式被运行。

在暖机阶段、尤其在内燃机的冷启动后,如果因此整个冷却系统中的冷却剂具有相对较低的温度,则可以规定,不运行主冷却剂泵46,由此或者在此,主冷却剂泵26此外是关闭的并且因此不能被通流。同时,在此暖机阶段,(以可变的输送功率)运行第一附加冷却剂泵48,由此,(结合第四控制装置62的中断位置)将冷却剂在第一副冷却回路中输送。在此,冷却剂通流集成在第一副冷却回路的支路段中的废气涡轮增压器冷却器34、低压废气再循环冷却器38和加热器热交换器44。此外,(由于第三控制装置60的相应位置)该冷却剂(完全)通流同样是第一副冷却回路的区段的相对于主水冷却器42的旁路52,该冷却剂此外还(沿与常规运行时的流动方向相反的流动方向;参看空心箭头)通流第三副冷却回路的支路段以及气缸盖18的冷却通道28,其中,可选通过将相应的旁路(未示出)集成在该支路段中来阻止发动机润滑油冷却器30的通流。在此,除了用于调节设计为恒温阀的第一控制装置54的温度的相对较小的先导流气缸壳体14的冷却通道26的通流通常通过第一控制装置54和第二控制装置56的相应位置被阻止。但在例外情况下、尤其当尽管在暖机阶段但规定内燃机12以高负荷、尤其全负荷运行时也可以规定,借助控制装置58将第二控制装置56移动至开放位置,以便确保气缸壳体14的冷却通道26的通流。在暖机阶段,根据通流第一副冷却回路的冷却剂的温度借助第五控制装置66阻止第四副冷却回路的支路段的通流并且因此至少在起初阻止变速器润滑油冷却器32的通流。

由于气缸盖18的同样是第一副冷却回路的区段的冷却通道28的通流,具有集成在其中的用于废气再循环阀36的冷却器(冷却通道)的第二副冷却回路被通流。

此外,在暖机阶段还规定,如此调节第六控制装置68,使得借助为此运行的第二附加冷却剂泵50将冷却剂在此外仅还包括高压废气再循环冷却器40以及短路管路70的短路回路中输送。

在燃烧动力机械10的常规运行期间,(以可变的比输送功率)运行主冷却剂泵46并且至少暂时将冷却剂在主冷却系统的所有冷却回路中输送。在此,同样可以运行主冷却系统的两个附加冷却剂泵48、50,以便按需辅助主冷却剂泵46。然而这点在第六控制装置68已转换从而允许冷却剂在第五冷却回路中流动之后才适用于第二附加冷却剂泵50。在被这样规定之前,运行第二附加冷却剂泵50,以便(也还在燃烧动力机械10的常规运行期间)在短路回路内部输送冷却剂。

在燃烧动力机械10的常规运行期间,主冷却回路持续被通流,其中,始终规定气缸盖18的冷却通道28被通流,与此相反,当气缸壳体14的冷却通道26内的冷却剂的温度达到大约105℃的温度时,气缸壳体14的冷却通道26的通流(只要不是在例外情况下第二控制装置56已被移至开放位置)才通过第一控制装置54被开放。

此外,在燃烧动力机械10的常规运行期间,借助第三控制装置60实现通流主冷却回路的冷却剂向主冷却器42或者所属的旁路52的可变的分配,由此可以设置用于离开气缸盖18的冷却通道28的冷却剂的大约90℃的额定温度。

此外,在燃烧动力机械10的常规运行期间,具有集成在其中的废气涡轮增压器冷却器34、低压废气再循环冷却器38和加热器热交换器44的第一副冷却回路被持续通流。在此,通过调整地运行第一附加冷却剂泵48,可以也叠加主冷却剂泵46的输送功率地调整通过第一副冷却回路的支线的冷却剂的体积流。这尤其为了获得加热器热交换器44内的足够的热传递和因此用于包括燃烧动力机械10的机动车的内部空间加热的足够的加热功能会是至关重要的。

具有集成在其中的用于废气再循环阀36的冷却器(冷却通道)的第二副冷却回路和具有集成在其中的发动机润滑油冷却器30的第三副冷却回路也被持续通流。

与此相比,这只有在如下条件下才适用于具有集成在其中的变速器润滑油冷却器32的第四副冷却回路,即,邻近同样集成在第四副冷却回路的支路段中的第五控制装置66的冷却剂的温度为至少75℃,从而第五控制装置66(随温度可变地)允许变速器润滑油冷却器32的通流。此处,也可以在关闭位置规定相对较小的先导流,用于调节设计为恒温阀的第五控制装置66的温度。

第五副冷却回路只有当先前在短路回路中输送的冷却剂的温度已至少达到所属的可以处于70℃至80℃之间的界限温度时才被通流。一旦第六控制装置68已开放第五冷却回路的至少部分通流,高压废气再循环冷却器40就被持续施加冷却剂,该冷却剂的温度基本上相当于在气缸盖18的冷却通道28的出口中达到的并且可以为尤其大约90℃的温度。

对于气缸壳体14的冷却通道26、第四副冷却回路的支路段和因此变速器润滑油冷却器32以及废气再循环冷却回路的支路段适用的是,如果低于分别所属的界限温度或者说开启温度,则可以借助相应的控制装置54、66、68重新中断相应的通流。

副冷却系统的冷却回路的通流借助集成在其中的冷却剂泵80按需并且与主冷却系统的控制/调节无关地实现。

燃烧动力机械10的冷却系统也能够实现内燃机12不再运行时的后加热功能,方式是借助第一附加冷却剂泵48将冷却剂在随后必要时也包括主冷却器42的第一副冷却回路中输送,由此,还包含在尤其主冷却器42、气缸盖18和低压废气再循环冷却器38内的热能在加热器热交换器44中可以被用于调节包括燃烧动力机械10的机动车的内部空间的温度。

此外,冷却系统也能够实现先前承受高的热负荷的内燃机12不再运行时的后冷却功能,方式是,借助第一附加冷却剂泵48将冷却剂在随后也包括主冷却器42的第一副冷却回路中输送,由此可以对冷却系统的热学关键的部件、尤其气缸盖18和废气涡轮增压器20(借助废气涡轮增压器冷却器34)和低压废气再循环冷却器38进行后冷却。

所述后冷却功能性尤其结合自动停止功能对内燃机12会是至关重要的。在燃烧动力机械10或者说包括燃烧动力机械10的机动车的运行中,如果不应由内燃机12产生驱动功率,则通过自动停止功能关闭内燃机12。为了在停转功能启用期间并且因此在内燃机12不运行时避免主冷却系统的和集成在其中的、在内燃机12之前的运行中可能已承受高的热负荷的部件的、尤其内燃机12、低压废气再循环冷却器38和涡轮增压器冷却器34的局部热过载,在此规定,通过运行第一附加冷却剂泵48将冷却剂在第一副冷却回路中输送。在此,根据控制装置66、68的位置和用于主冷却剂泵46的通过性的接通位置也可以通流变速器润滑油冷却器32、发动机润滑油冷却器30、主冷却剂泵46以及气缸壳体14的冷却通道26。在此,通流的方向(参看图2中空心方向箭头)部分与在内燃机12运行期间通流的方向(参看图2中的实心方向箭头)相反。在后冷却期间可以规定,将所有在第一副冷却回路中流动的冷却剂导引经过主冷却器42。但也可以借助第三控制装置60将该冷却剂的可变份额(直至总量)导引经过旁路52。由此,当内燃机12由于开启的停止功能持续较长时间不运行时可以尤其避免冷却剂的过强的冷却。

备选或补充地规定,在内燃机12由于启用停转功能不运行期间借助冷却剂泵80将冷却剂在副冷却系统的冷却回路中输送,由此避免增压空气冷却器78太剧烈的升温。当内燃机12由于手动或自动禁用自动停转功能而重新投入运行时,由此增压空气冷却器78可以重新直接施加用于待输入内燃机12的增压空气的足够的冷却功率,使得增压空气在为此设定的温度范围中被输至内燃机12的燃烧室。在此,借助第七控制装置86可以改变在副冷却系统的冷却回路中流动的冷却剂的哪些份额被导引经过附加冷却器82的或经过所属的旁路84,以便一方面达到用于尤其增压空气冷却器78的足够的冷却功率,并且另一方面避免冷却剂太剧烈的冷却。

此外为燃烧动力机械10规定,在内燃机12的确定的不稳定的运行状态下、具体而言当对内燃机12运行提出的负荷需求提高相对于全负荷的至少20%时,将在副冷却系统的冷却回路中流动的冷却剂的温度相对于之前的稳态运行降低例如大约20℃,以便借助如此实现的对增压空气冷却器78的冷却功率的提高获得内燃机12的燃烧室的改善的充气状况和由此随之改善的增压器压力形成,由此改善了内燃机12的动态运行性能。

为了降低在副冷却系统的冷却回路中流动的冷却剂的温度,如果可行则将到达第七控制装置86的冷却剂的增大的份额导引经过附加冷却器82。此外可以规定,将配属于附加冷却器82的风机106投入运行或者提高风机106的驱动功率,由此可以提高附加冷却器82的冷却功率。

此外,在燃烧动力机械10的排气线路76中集成有nox存储式催化转化器100以及颗粒过滤器102。nox存储式催化转化器100用于,如果包含在废气中的氮氧化物不能充分地通过引入的还原剂结合未示出的还原催化转化器或者说scr催化转化器被减少,则存储包含在废气中的氮氧化物。这种情况例如会在燃烧动力机械10的冷启动之后或在内燃机12以低负荷和低转速的运行持续相对较长时间时出现,因此,scr催化转化器还未具备或不再具备充分还原所需的运行温度。与此相对地,颗粒过滤器102用于从废气中过滤掉颗粒。

对于nox存储式催化转化器100和颗粒过滤器102都适用的是,它们达到定义的负荷界限时必须被再生,以便维持其功能性能。对于nox存储式催化转化器100还必须以规律的间隔进行脱硫,因为通常包含在燃料中的硫与nox存储式催化转化器100的存储材料发生反应,由此可供存储氮氧化物的存储材料的量减少。为了脱硫,nox存储式催化转化器100此外必须通过有针对性的措施被加热至处于600℃至650℃之间的温度。颗粒过滤器102的再生也需要类似温度。

将nox存储式催化转化器100和颗粒过滤器102加热至脱硫或再生需要的温度通过相应地提高废气的温度实现,为此规定不同的、基本上已知的、尤其发动机内部的措施。

在废气的温度以相应的方式提高期间,为了实现nox存储式催化转化器100的脱硫和颗粒过滤器102的再生,以重要程度提高的热功率被引入内燃机12(尤其直接由于引起废气温度升高的发动机内部的措施)以及整个主冷却系统或其中的至少一个或多个区段中,即一方面通过内燃机12并且另一方面通过两个废气再循环冷却器38、40被引入。

为了避免冷却系统、尤其内燃机12的区域内的局部热过载(在此应当尤其避免冷却剂的沸腾),在此规定,在规定用于nox存储式催化转化器100的脱硫和/或颗粒过滤器102的再生的对废气温度的提高前不久以及至少暂时在此期间降低冷却剂的温度,具体而言降低随后会经由主冷却剂泵46被输入内燃机12的冷却剂的温度,以便补偿由于废气温度的提高而引起内燃机12以及主冷却系统的升高的热负荷。在此,借助集成在气缸盖18的冷却通道28的出口内的温度传感器104测定冷却剂的温度。

为了降低流入内燃机12的冷却剂的温度,如果可行则将到达第三控制装置60处的冷却剂的增大的份额导引经过主冷却器42。此外可以规定,将配属于主冷却器42的风机106投入运行或者提高风机106的驱动功率,由此可以提高主冷却器42的冷却功率。

在规定作为用于nox存储式催化转化器100脱硫和/或颗粒过滤器102的再生的措施的对废气温度的提高被结束前不久、同时或不久后,也结束或者说撤销对冷却剂温度的降低,以避免集成在主冷却系统中的部件的通过冷却剂太剧烈的冷却。

附图标记列表

10燃烧动力机械

12内燃机

14气缸壳体

16气缸

18气缸盖

20废气涡轮增压器

22低压废气再循环系统的废气再循环管路

24高压废气再循环系统的废气再循环管路

26气缸壳体的冷却通道

28气缸盖的冷却通道

30发动机润滑油冷却器

32变速器润滑油冷却器

34废气涡轮增压器冷却器

36废气再循环阀

38低压废气再循环冷却器

40高压废气再循环冷却器

42环境热交换器/主冷却器

44加热器热交换器

46主冷却剂泵

48第一附加冷却剂泵

50第二附加冷却剂泵

52相对于主冷却器的旁路

54第一控制装置

56第二控制装置

58控制装置

60第三控制装置

62第四控制装置

64节流阀

66第五控制装置

68第六控制装置

70短路管路

72计量阀

74新鲜气体线路

76排气线路

78增压空气冷却器

80副冷却系统的冷却剂泵

82环境热交换器/附加冷却器

84相对于附加冷却器的旁路

86第七控制装置

88补偿容器

90连接管路

92通风管路

94止回阀

96废气涡轮增压器的废气涡轮机

98废气涡轮增压器的压缩机

100nox存储式催化转化器

102颗粒过滤器

104温度传感器

106风机

108冷却剂分配模块

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1