用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法
【專利摘要】用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法，即用于在使用至少一個(gè)掃氣閥（20）的情況下將氣態(tài)燃料引入到燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸（11）中的方法，其中為了打開各個(gè)掃氣閥（20），通過(guò)給所述掃氣閥的電磁鐵通電逆著所述掃氣閥的、用作復(fù)位元件的彈簧元件的彈力從所述掃氣閥的閥座提升所述掃氣閥的閥體，并且其中為了關(guān)閉各個(gè)掃氣閥（20），所述彈簧元件相對(duì)于閥座擠壓所述閥體，并且其中在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥（20）期間仍舊給所述電磁鐵通電，也即在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥（20）期間減小所述閥體的速度。
【專利說(shuō)明】用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的、用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法，即用于在使用至少一個(gè)掃氣閥的情況下將氣態(tài)燃料引入到燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸中的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)施上述方法的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置以及一種燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣閥。

【背景技術(shù)】
[0002]氣態(tài)燃料、比如天然氣在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中燃燒。為此除了有待燃燒的燃?xì)庵膺€將空氣輸送給燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，其中或者可以在各個(gè)汽缸上游在所謂的進(jìn)氣管中或者可以直接在汽缸中形成燃?xì)?空氣混合物。
[0003]借助所謂的掃氣閥調(diào)節(jié)或者說(shuō)控制輸送給各個(gè)汽缸的燃?xì)獾牧?，其中為了打開這種掃氣閥，通過(guò)給所述掃氣閥的電磁鐵通電逆著所述掃氣閥的、用作復(fù)位元件的彈簧元件的彈力從掃氣閥的閥座提升所述掃氣閥的閥體。于是，當(dāng)掃氣閥的閥體從掃氣閥的閥座上提升起來(lái)時(shí)，打開所述掃氣閥并且釋放有待燃燒的燃?xì)獬蛉細(xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)汽缸的流動(dòng)。為了關(guān)閉燃?xì)忾y，取消給電磁鐵通電，并且掃氣閥的彈簧元件由于彈簧元件的彈力相對(duì)于掃氣閥的閥座擠壓閥體。
[0004]在關(guān)閉這種掃氣閥時(shí)，閥體撞擊閥座，由此各個(gè)掃氣閥的閥座承受了高機(jī)械負(fù)荷。因?yàn)閷?duì)于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在每個(gè)工作循環(huán)中打開和關(guān)閉至少一次掃氣閥，所以由于閥座的這種機(jī)械負(fù)荷所述掃氣閥受到顯著的磨損，由此降低了所述掃氣閥的使用壽命并且提高了燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)費(fèi)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此需求一種用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法、一種用于實(shí)施所述方法的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置和一種掃氣閥，借助上述方法或者說(shuō)裝置能夠在關(guān)閉掃氣閥時(shí)降低所述掃氣閥上的機(jī)械負(fù)荷，以便減小所述掃氣閥的易磨損性。由此出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的新穎的方法、一種用于實(shí)施上述方法的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置以及一種相應(yīng)的掃氣閥。
[0006]該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來(lái)解決。根據(jù)本發(fā)明，在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間同樣給電磁鐵通電，也即尤其在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間通過(guò)反轉(zhuǎn)閥體的加速度而在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間減小閥體的速度。利用本發(fā)明，在關(guān)閉掃氣閥時(shí)通過(guò)給電磁鐵通電制動(dòng)所述掃氣閥的閥體，從而使得閥體以明顯更小的速度進(jìn)而以明顯更小的機(jī)械脈沖撞擊閥座。由此在關(guān)閉掃氣閥時(shí)能夠顯著降低掃氣閥的機(jī)械負(fù)荷進(jìn)而顯著降低掃氣閥的磨損。這提高了掃氣閥的使用壽命并且降低了燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)費(fèi)用。
[0007]優(yōu)選地，為了關(guān)閉所述掃氣閥，首先停止給電磁體通電，并且接著在關(guān)閉所述掃氣閥期間重新給所述電磁鐵通電。借此能夠?qū)崿F(xiàn)掃氣閥的快速而低磨損的關(guān)閉。
[0008]在關(guān)閉所述掃氣閥期間以一定電流脈沖給電磁鐵通電，所述電流脈沖的脈沖振幅和脈沖持續(xù)時(shí)間取決于所述掃氣閥的規(guī)格。此外，為了關(guān)閉所述掃氣閥而停止給所述電磁鐵通電與接下來(lái)重新給所述電磁鐵通電之間的時(shí)間間隔同樣取決于所述掃氣閥的規(guī)格。
[0009]在權(quán)利要求8中限定了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置。在權(quán)利要求9中限定了根據(jù)本發(fā)明的掃氣閥。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求和接下來(lái)的說(shuō)明給出。借助附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例、但不限于此進(jìn)行詳細(xì)闡述。附圖示出:
圖1是燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的示意圖；
圖2是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的、用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法的多個(gè)時(shí)間曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法、一種用于實(shí)施上述方法的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置以及一種掃氣閥。
[0012]圖1極為示意性地示出了燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的在燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸11的區(qū)域中的截取區(qū)段，其中在汽缸11中示出了活塞12、進(jìn)氣閥13、排氣閥14以及點(diǎn)火裝置15。
[0013]通過(guò)在示出的實(shí)施例中的進(jìn)氣閥13將燃?xì)?空氣混合物16輸送給燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸11，其中通過(guò)將燃?xì)鈿饬?7與空氣氣流18在汽缸11上游混合來(lái)提供燃?xì)?空氣混合物16。
[0014]在汽缸11中借助點(diǎn)火裝置15點(diǎn)燃并且燃燒所述燃?xì)?空氣混合物16，其中在此產(chǎn)生的廢氣19通過(guò)汽缸11的排氣閥14排出。
[0015]在使用所謂的掃氣閥20的情況下提供所述燃?xì)?空氣混合物16進(jìn)而將有待燃燒的燃?xì)廨斔徒o汽缸11，其中這種掃氣閥20的基本構(gòu)造對(duì)于這里提到的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是熟悉的。這種掃氣閥20具有閥體，為了打開所述掃氣閥20，逆著所述掃氣閥20的用作復(fù)位元件的彈簧元件的彈力從掃氣閥的閥座提升所述閥體、即通過(guò)給所述掃氣閥20的電磁鐵通電提升所述閥體。為了關(guān)閉所述掃氣閥20，取消或者說(shuō)停止給電磁鐵通電，并且所述彈簧元件的彈力相對(duì)于掃氣閥的閥座擠壓掃氣閥的閥體。
[0016]借助發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置21控制或者說(shuō)調(diào)節(jié)各個(gè)掃氣閥20的電磁鐵的通電。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在關(guān)閉各個(gè)汽缸11的各個(gè)掃氣閥20期間同樣給所述掃氣閥20的電磁鐵通電，也即優(yōu)選在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間通過(guò)反轉(zhuǎn)各個(gè)掃氣閥20的閥體的加速度而在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥20期間減小閥體的速度。由于所述掃氣閥20的閥體于是以更小的速度和更小的脈沖撞擊所述掃氣閥的閥座，從而所述掃氣閥20受到更小的磨損。
[0018]接下來(lái)參照?qǐng)D2描述本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)，其中在圖2中總共示出了四條關(guān)于時(shí)間的信號(hào)曲線，也即一方面示出了用于給電磁鐵通電的電流I的時(shí)間曲線，另一方面示出了自動(dòng)生成的閥體閥升程X、自動(dòng)生成的閥體速度V以及自動(dòng)生成的閥體加速度dv/dt。
[0019]在圖2中，掃氣閥20首先在時(shí)刻t0開始打開，也即為了打開所述掃氣閥20首先在時(shí)刻to和tl之間的第一時(shí)間間隔△ tl期間以相對(duì)較高的電流II給掃氣閥的電磁鐵通電，并且接著在時(shí)刻tl和t2之間的第二時(shí)間間隔Λ t2期間以相對(duì)較低的電流12給掃氣閥的電磁鐵通電，其中通電使得在第一時(shí)間間隔Atl期間通過(guò)從閥座上提升閥體快速而可靠地、完全地打開所述掃氣閥20，并且通電使得在第二時(shí)間間隔△ t2期間從閥座上升起的閥體逆著各個(gè)掃氣閥20的彈簧元件的彈力保持在打開的位置中。
[0020]于是從閥升程X的時(shí)間曲線看出，在時(shí)刻t0和tl之間的第一時(shí)間間隔Λ tl期間閥體從閥座上升起，并且在時(shí)刻tl和t2之間的第二時(shí)間間隔△ t2期間閥體保持在其升起的位置中。因此，在打開掃氣閥20時(shí)，掃氣閥的閥體也僅在時(shí)刻t0和tl之間的第一時(shí)間間隔Atl期間加速，更確切地說(shuō)，閥體的速度v由于掃氣閥在時(shí)刻t0和tl之間的恒定加速度dv/dt而斜坡狀地升高到最大值，并且然后在時(shí)刻tl和t2之間的第二時(shí)間間隔Λ t2期間為零。
[0021]在圖2中，在時(shí)間間隔Λ t2結(jié)束時(shí)所述掃氣閥20關(guān)閉，也即首先對(duì)于在時(shí)刻t2和t3之間的時(shí)間間隔Λ t3來(lái)說(shuō)，顯著減小給所述掃氣閥20的電磁鐵通電，并且接著對(duì)于在時(shí)刻t3和t4之間的時(shí)間間隔Λ t4來(lái)說(shuō)，又利用電流14重新給所述電磁鐵通電，從而因此首先所述閥體由于彈簧元件的彈力幾乎無(wú)阻礙地以更高的負(fù)加速度朝向閥座移動(dòng)，以便在撞擊閥座之前通過(guò)在時(shí)間間隔At4期間通電來(lái)制動(dòng)，也即反轉(zhuǎn)閥體的加速度。
[0022]于是可以得出在圖2中的加速度dv/dt曲線，從而通過(guò)在時(shí)間間隔At4期間給電磁鐵通電而與在時(shí)間間隔At3期間降低或者升高電流相關(guān)聯(lián)地將首先是負(fù)的加速度轉(zhuǎn)變成正的加速度，由此從時(shí)刻t3開始反作用閥體的另外一種速度增加，從而所述閥體然后在時(shí)刻t5以較小的速度進(jìn)而以較小的脈沖接觸到掃氣閥20的閥座。
[0023]為了打開所述掃氣閥20，因此首先在時(shí)間間隔Atl期間以較大的電流II給所述掃氣閥的電磁鐵通電，以便使得閥體快速地從閥座最大地升起，其中接下來(lái)在時(shí)間間隔Δ t2期間通過(guò)相對(duì)較小的電流12將閥體保持在其打開的位置中。接下來(lái)在電流減小或者電流中斷之后，即在減小或者停止給掃氣閥20的電磁鐵提供電流之后，在時(shí)間間隔△ t4期間重新給所述電磁鐵通電，以便使得閥體在關(guān)閉時(shí)在碰撞在閥座上之前進(jìn)行制動(dòng)并且降低用于掃氣閥20的閥座的機(jī)械負(fù)荷。
[0024]掃氣閥20的電磁鐵僅僅略微通電或者不通電的時(shí)間間隔Λ t3的持續(xù)時(shí)間，以及掃氣閥20的電磁鐵在關(guān)閉所述掃氣閥期間利用電流脈沖重新通電的時(shí)間間隔△ t4的持續(xù)時(shí)間，以及在時(shí)間間隔At4期間電流脈沖14的振幅取決于掃氣閥的具體規(guī)格，其中這些參數(shù)集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置21中。
[0025]盡管本發(fā)明參照?qǐng)D1描述了用于在汽缸11上游提供燃?xì)?空氣混合物16的掃氣閥20，但本發(fā)明也可以用于利用這樣一種掃氣閥將燃?xì)庵苯右氲狡?1中，即直接在汽缸11中形成燃?xì)?空氣混合物。
[0026]在圖2中以虛線示出了閥體閥升程X的曲線、閥體速度v的曲線以及閥體加速度dv/dt的曲線，這些曲線是在時(shí)間間隔At4期間僅僅略微通電或者不通電的情況下形成的。
[0027]于是當(dāng)在時(shí)間間隔Λ t4期間不給掃氣閥20的電磁鐵通電時(shí)，在時(shí)刻t3之后所述掃氣閥20的閥體速度v進(jìn)一步升高，并且所述閥體以更高的速度和更高的脈沖撞擊到閥座。根據(jù)本發(fā)明避免了這一點(diǎn)。
[0028]發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置21控制燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)掃氣閥20，以便按照上述方法打開和關(guān)閉所述掃氣閥。在所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中，除了時(shí)間間隔Atl和At2的持續(xù)時(shí)間以及除了電流II和12的值以外還儲(chǔ)存有時(shí)間間隔At3的持續(xù)時(shí)間、時(shí)間間隔At4的持續(xù)時(shí)間以及在時(shí)間間隔At4期間電流脈沖14的值。
[0029]附圖標(biāo)記列表:
10燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)
11汽缸
12活塞
13進(jìn)氣閥
14排氣閥
15點(diǎn)火裝置
16燃?xì)?空氣混合物
17燃?xì)?br> 18空氣
19廢氣
20掃氣閥
21發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置
【權(quán)利要求】
1.用于運(yùn)行燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的方法，即用于在使用至少一個(gè)掃氣閥的情況下將氣態(tài)燃料引入到燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸中的方法，其中為了打開各個(gè)掃氣閥，通過(guò)給所述掃氣閥的電磁鐵通電而逆著所述掃氣閥的、用作復(fù)位元件的彈簧元件的彈力從掃氣閥的閥座提升所述掃氣閥的閥體，并且其中為了關(guān)閉各個(gè)掃氣閥，所述彈簧元件相對(duì)于閥座擠壓閥體，其特征在于，在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間仍舊給所述電磁鐵通電，也即在關(guān)閉所述掃氣閥期間減小所述閥體的速度。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間如此給所述電磁鐵通電，從而通過(guò)所述閥體的加速度的反轉(zhuǎn)減小所述閥體的速度。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了打開所述掃氣閥，首先在第一時(shí)間間隔期間以相對(duì)較高的電流給所述掃氣閥的電磁鐵通電，并且接著在第二時(shí)間間隔期間以相對(duì)較低的電流給所述掃氣閥的電磁鐵通電，其中通電使得在第一時(shí)間間隔期間所述閥體從閥座上快速地升起，并且通電使得在第二時(shí)間間隔期間逆著彈簧元件的彈力保持從閥座上升起的閥體。
4.按權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了關(guān)閉所述掃氣閥，首先減少或者停止給所述電磁體通電，并且接著在關(guān)閉所述掃氣閥期間重新給所述電磁鐵通電。
5.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在關(guān)閉所述掃氣閥期間，利用電流脈沖給所述掃氣閥的電磁鐵通電，所述電流脈沖的脈沖振幅和脈沖持續(xù)時(shí)間取決于所述掃氣閥的規(guī)格。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，為了關(guān)閉所述掃氣閥而停止給所述電磁鐵通電或者說(shuō)減少通電與接下來(lái)重新給所述電磁鐵通電之間的時(shí)間間隔同樣取決于所述掃氣閥的規(guī)格。
7.按權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了將氣態(tài)燃料單個(gè)汽缸地引入到燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中，將燃?xì)鈿饬髋c空氣氣流混合并且將燃?xì)?空氣混合物引入到燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中，其中通過(guò)打開和關(guān)閉與相應(yīng)的汽缸共同作用的掃氣閥將所述燃?xì)鈿饬饕氲娇諝鈿饬髦幸孕纬伤鋈細(xì)?空氣混合物。
8.燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法觸發(fā)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣閥或者每個(gè)掃氣閥，以打開和關(guān)閉所述掃氣閥。
9.用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的掃氣閥，其中為了打開各個(gè)掃氣閥，通過(guò)給所述掃氣閥的電磁鐵通電逆著所述掃氣閥的、用作復(fù)位元件的彈簧元件的彈力從所述掃氣閥的閥座提升所述掃氣閥的閥體，并且其中為了關(guān)閉各個(gè)掃氣閥，所述彈簧元件相對(duì)于閥座擠壓所述閥體，其特征在于，在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間仍舊給所述電磁鐵通電，也即在關(guān)閉各個(gè)掃氣閥期間減小所述閥體的速度。
10.按權(quán)利要求9所述的掃氣閥，其特征在于，按照按權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的方法觸發(fā)所述掃氣閥以進(jìn)行打開和關(guān)閉。
【文檔編號(hào)】F02M21/02GK104343557SQ201410357926
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】B.迪倫達(dá)姆, M.奧爾 申請(qǐng)人:曼柴油機(jī)和渦輪機(jī)歐洲股份公司