用于运行内燃发动机系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于运行内燃发动机系统(2)的方法，其中，该内燃发动机系统(2)设有进气管道(3)、排气管道(4)和排气再循环(EGR)系统(5)，其中，EGR系统(5)包括EGR导管(6)，该EGR导管将排气管道(4)和进气管道(3)流体连接，并且其中，在EGR导管(6)中布置有气体馈送装置(7)，该气体馈送装置被构造成将排气从排气管道(4)馈送到进气管道(3)。该方法的特征在于其包括以下步骤：通过确定气体馈送装置(7)的旋转构件(71、72)的旋转摩擦力是否超过阈值来检测气体馈送装置(7)中的烟灰、碳氢化合物或其他污染物的积聚沉积物的指示。本发明专利技术还涉及一种被配置成通过这样的方法运行的内燃发动机系统(2)、以及设有这样的发动机系统(2)的车辆(1)。本发明专利技术还涉及用于控制上述方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行内燃发动机系统的方法
本专利技术涉及一种用于运行内燃发动机系统的方法，该内燃发动机系统例如设置有EGR系统和气体馈送装置，该气体馈送装置用于馈送EGR系统中的排气。本专利技术还涉及一种内燃发动机系统、车辆和用于控制上述方法的控制装置。本专利技术通常可以应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备，但也可应用于其他类型的应用以及其他类型的车辆和船只。尽管将针对卡车来描述本专利技术，但本专利技术不限于这种特定车辆。
技术介绍
EGR(排气再循环)是用于减少内燃发动机(例如，被布置成用于推进诸如卡车的车辆的柴油发动机)的排气中的氮氧化物(NOx)量的众所周知的手段。排气的一部分被再循环到发动机的进气侧，这降低了发动机中的最高燃烧温度并减少了NOx的产生。EGR系统可以以不同的方式布置，但是包括至少一些形式的EGR通道，该EGR通道流体地连接发动机的排气侧和进气侧。通常，EGR系统包括EGR流量控制阀和EGR冷却器。EGR系统中的EGR流的控制与各种挑战相关联，例如波动的进气压力和排气压力、由于排气温度高和烟灰沉积而导致的硬件耐用性问题、EGR冷却器中的冷凝和腐蚀等。进一步的挑战是：在许多发动机系统中的某些运行条件下，并且在对于设有高效涡轮装置的某些发动机系统的大多数时间期间，进气侧的压力高于排气侧的压力，因此不存在用于使排气再循环的驱动力。为了克服与“进气侧的压力高于排气侧的压力”有关的挑战，US6435166提出了使用气体馈送器(EGR泵/压缩机)以将气体从排气侧馈送到进气侧。尽管这样的气体馈送器似乎解决了预期问题，但这种解决方案在商用发动机上很少见，可能是由于耐久性问题所致。处理进气侧的较高压力的替代方法是使用可变几何涡轮(VGT)装置来控制排气压力(即，用于使排气压力保持足够高)。这种VGT装置的缺点是与增大的排气背压有关的燃料消耗损失(fuelconsumptionpenalty)。另一种方法是经由文丘里喷嘴将EGR供应到进气管道中。文丘里管的缺点在于，它们通常与压力的显著降低相关联，特别是对于大流量的气体。又一种方法是通过在EGR导管中布置止回阀来产生脉冲EGR流，该止回阀在每次出现排气脉冲时都会向进气侧提供流量，但其中阻止脉冲之间的回流。与脉冲EGR流有关的缺点是难以控制流量。因而，需要一种EGR系统，该EGR系统在进气侧的压力高于排气侧的压力时也提供有效且可靠的排气再循环。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方法和装置，与已知的方法和装置相比，该方法/装置在进气侧的压力高于排气侧的压力时在内燃发动机系统中提供更有效且更可靠的排气再循环。根据本专利技术的第一方面，该目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。根据本专利技术的第二方面，该目的通过根据独立装置权利要求所述的装置(发动机系统和车辆)来实现。根据本专利技术的进一步方面，该目的通过用于控制该方法的计算机相关产品/介质或控制单元来实现。该方法涉及一种用于运行内燃发动机系统的方法，其中，该内燃发动机系统设置有进气管道、排气管道和排气再循环(EGR)系统，其中，EGR系统包括EGR导管，该EGR导管将排气管道和进气管道流体连接，并且其中，在该EGR导管中布置有气体馈送装置，该气体馈送装置被构造成将排气从排气管道馈送到进气管道。该方法的特征在于其包括以下步骤：通过确定气体馈送装置的旋转构件的旋转摩擦力是否超过阈值来检测气体馈送装置中的烟灰、碳氢化合物或其他污染物的积累沉积物的指示。通常，在发动机系统的运行期间，各种材料将逐渐积聚在气体馈送装置的旋转构件与固定部分之间的间隙中。气体馈送装置例如可以是罗茨鼓风机型的容积式泵，其具有一对设有啮合凸角的转子，其中在凸角与外围壳体之间存在小间隙。当该间隙开始被沉积的材料闭合时，它将逐渐增大旋转构件的旋转摩擦力。在某个时间点，或者直接在起动时(如果旋转构件已被卡住)，旋转摩擦力将高于阈值。因而，该方法提供了关于气体馈送装置是否需要被清洁或是否以某些其他方式无法按预期起作用的指示。如下文进一步所述，在提供了这种指示的情况下，存在各种可用的选项，例如使旋转构件来回旋转，用冲洗液清洁气体馈送装置，或者即使气体馈送装置已被卡住或由于其他原因而不工作时，绕过气体馈送装置以允许发动机系统的继续运行。因而，该方法提供了排气的有效且可靠的再循环，特别是在进气侧的压力高于排气侧的压力的内燃发动机系统中，因为该方法提供了与用于馈送再循环的排气的气体馈送装置有关的各种耐久性问题的指示；因而，该方法提供了消除、降低或以一些其他方式在早期阶段处理这种问题的可能性。简而言之，该方法使EGR气体馈送装置对商业发动机有用。该方法可以在发动机系统的正常运行期间、在发动机系统的起动(冷起动)期间或当发动机系统的“发动机部件”(活塞、气门、涡轮装置等)不运行时执行。气体馈送装置可以包括一个或多个旋转构件，并且可以确定一个或多个旋转构件的旋转摩擦力。在一个实施例中，旋转摩擦力的确定包括以下步骤中的一个或多个：-测量被施加到旋转构件的扭矩；-测量被布置成驱动气体馈送装置并使旋转构件旋转的驱动源的驱动功率，例如驱动马达的电流；-测量旋转构件的实际转速；和/或-测量旋转构件在驱动功率的变化与所引起的转速变化之间的响应时间。因而，能够根据不同的测量和计算以及它们的组合间接地确定旋转摩擦力。在一个实施例中，在检测到积聚沉积物的指示的情况下，该方法进一步包括以下步骤：在与正常运行条件下使用的旋转方向相反的反向旋转方向上运行所述旋转构件。改变旋转方向可以使沉积物从气体馈送装置松脱。在一个实施例中，所述旋转构件在短时间段内以脉冲方式沿所述反向旋转方向运行，其中，该脉冲反向运行之后是沿正常运行旋转方向的继续运行。首先，仅在短时间段内使旋转构件沿反向方向运行通常就足以去除沉积物。其次，仅在短时间段内反转方向不会对发动机系统的常规运行有任何重大影响(即，在发动机系统处于常规运行的情况下；当发动机系统不处于常规运行且不产生排气等时，气体馈送装置也可以在任何方向上运行)。优选地，所述旋转构件沿反向方向运行的所述短时间段小于10s，优选小于5s。可以重复以脉冲方式使旋转构件沿反向旋转方向运行的步骤。作为替代或组合，该方法可以包括以下步骤：以脉冲方式交替地沿反向旋转方向和正常旋转方向运行所述旋转构件。这包括各种变体：其中，在改变方向之前，所述旋转构件在同一方向上连续运行两次或更多次。在一个实施例中，在检测到积聚沉积物的指示的情况下，该方法进一步包括以下步骤：将布置成驱动气体馈送装置和旋转构件的驱动马达的驱动功率增大到比正常运行条件下使用的功率水平高的功率水平。这可以导致沉积物松脱，并且可以与沿反向方向运行所述旋转构件结合使用或作为其替代来使用。在一个实施例中，在检测到积聚沉积物的指示的情况下，该方法进一步包括以下步骤：将EGR导管中的排气流引导到旁通导管中，该旁通导管被布置成在气体馈送装置的上游和下游与EGR导管流体连通。当旋转构件已被卡住或气体馈送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于运行内燃发动机系统(2)的方法，/n其中，所述内燃发动机系统(2)设有进气管道(3)、排气管道(4)和排气再循环(EGR)系统(5)，/n其中，所述EGR系统(5)包括EGR导管(6)，所述EGR导管(6)将所述排气管道(4)和所述进气管道(3)流体连接，并且其中，在所述EGR导管(6)中布置有气体馈送装置(7)，所述气体馈送装置(7)被构造成将排气从所述排气管道(4)馈送到所述进气管道(3)，/n其特征在于，/n所述方法包括以下步骤：/n-通过确定所述气体馈送装置(7)的旋转构件(71、72)的旋转摩擦力是否超过阈值来检测所述气体馈送装置(7)中的烟灰、碳氢化合物或其他污染物的积聚沉积物的指示。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于运行内燃发动机系统(2)的方法，
其中，所述内燃发动机系统(2)设有进气管道(3)、排气管道(4)和排气再循环(EGR)系统(5)，
其中，所述EGR系统(5)包括EGR导管(6)，所述EGR导管(6)将所述排气管道(4)和所述进气管道(3)流体连接，并且其中，在所述EGR导管(6)中布置有气体馈送装置(7)，所述气体馈送装置(7)被构造成将排气从所述排气管道(4)馈送到所述进气管道(3)，
其特征在于，
所述方法包括以下步骤：
-通过确定所述气体馈送装置(7)的旋转构件(71、72)的旋转摩擦力是否超过阈值来检测所述气体馈送装置(7)中的烟灰、碳氢化合物或其他污染物的积聚沉积物的指示。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述旋转摩擦力的确定包括以下步骤中的一个或多个：
-测量被施加到所述旋转构件(71、72)的扭矩；
-测量被布置成驱动所述气体馈送装置(7)并使所述旋转构件(71、72)旋转的驱动源(9)的驱动功率，例如驱动马达的电流；
-测量所述旋转构件(71、72)的实际转速；
-测量所述旋转构件(71、72)在驱动功率的变化与所引起的转速变化之间的响应时间。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在检测到积聚沉积物的指示的情况下，所述方法进一步包括以下步骤：
-使所述旋转构件(71、72)在与正常运行条件下使用的旋转方向相反的反向旋转方向上运行。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述旋转构件(71、72)在短时间段内以脉冲方式沿所述反向旋转方向运行，其中，脉冲式反向运行之后是沿正常运行旋转方向的继续运行。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述旋转构件(71、72)沿反向方向运行的所述短时间段小于10s，优选小于5s。


6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-重复以脉冲方式使所述旋转构件(71、72)沿反向旋转方向运行的步骤。


7.根据权利要求4至6中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：使所述旋转构件(71、72)以脉冲方式交替地在所述反向旋转方向和正常旋转方向上运行。


8.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在检测到积聚沉积物的指示的情况下，所述方法进一步包括以下步骤：
-将驱动马达(9)的驱动功率增大到比正常运行条件下使用的功率水平高的功率水平，所述驱动马达(9)被布置成驱动所述气体馈送装置(7)和所述旋转构件(71、72)。


9.根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在检测到积聚沉积物的指示的情况下，所述方法进一步包括以下步骤：
-将所述EGR导管(6)中的排气流引导到旁通导管(10)中，所述旁通导管(10)被布置成在所述气体馈送装置(7)的上游和下游与所述EGR导管(6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·拉姆，约翰·卡伦安德松，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE