【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于加热外源点火式内燃发动机的废气设备中的废气后处理部件的方法以及一种用于执行这样的方法的控制器和内燃发动机。
技术介绍
1、鉴于废气标准的进一步收紧，例如随着eu7标准的推行，需要尤其是显著降低构成总排放的大部分的冷起动排放。在冷起动运行中，即直接在内燃发动机的起动之后，废气后处理部件通常尚未充分加热以实现转化在燃料燃烧时产生的原始排放。这尤其是导致在冷起动阶段中增加的废气排放，即使在冷起动阶段之后完全转化原始排放时，该废气排放也导致不再遵守针对在测试循环期间合计的排放的极限值。为了避免这种情况，在从现有技术中已知的具有废气后处理系统的内燃发动机中，必要时客户限制(如直接在起动内燃发动机之后的行驶禁止或功率限制)会是必要的，以便确保在要求的所有边界条件下都遵守eu7排放极限值。
2、为了在奥托发动机中满足eu7废气标准，已经普遍使用包括一个或多个三元催化器以及颗粒过滤器的废气后处理系统。三元催化器是用于内燃发动机的废气后处理的车辆催化器，在其中，使一氧化碳(co)、氮氧化物(nox)和未燃烧的碳氢化合物(hc)转化成二氧化碳(co2)、分子氮(n2)和水蒸气(h2o)。这种催化器的命名来源于这三种空气污染物的同时转化。为了加热内燃发动机的废气后处理部件，已知发动机内的加热措施，该加热措施包括将点火角度向“延迟”的方向调整，即，显著在点火循环中活塞的上止点之后。在此，降低了内燃发动机的热效率，并且增加了废气焓。在此可实现的效率降低受到由于发动机的平稳运行所需的最大延迟点火角度限制，因为燃烧的延迟进行
3、然而，在从现有技术中已知的废气后处理系统中的缺点是，已知的发动机内的加热措施很可能不足以在所有运行条件下满足废气标准eu7的要求。利用发动机外的加热器件，也存在如下较短的时间段，其中废气后处理部件尚未达到其起燃温度，并且原始排放未经转化地被排放到环境中。此外，发动机外的加热器件导致废气后处理系统显著的成本增加并且导致结构上的额外耗费，尤其是在发动机舱紧凑的情况下，这可能导致空间问题或在封装时的挑战。
4、从de 100 02 483a1中已知一种用于借助于阀控制装置快速加热燃烧动力机处的废气后处理部件的方法。在此，燃烧动力机的燃烧室具有至少一个排气阀。在该方法中，在燃烧动力机的压缩阶段中，使排气阀短暂地打开以控制二次空气或燃料-空气混合物进入用于再次燃烧。此外，de 100 02 483a1公开了一种具有完全可变的液压的、气动的和/或电气的阀控制装置的用于执行该方法的燃烧动力机，其中，阀控制装置的相应的操控经由电子控制器实现。
5、从de 103 48 774a1中已知一种用于吹入空气以用于热学后处理燃烧动力机的废气道中的废气的方法。空气吹入以较低的耗费由此实现，即，在热运转阶段期间以如下方式控制单个气缸，使得气缸承担用于将空气吹入到废气道中的空气泵的功能。
6、us10 954 869 b1公开了一种具有可变的阀控制装置的内燃发动机以及一种用于打开和关闭在这样的内燃发动机中的排气阀的方法。在一个实施例中设置成，在充量交换时通过凸轮轴的两个不同的凸轮两次打开排气阀，使得未燃烧的碳氢化合物中的至少一部分留在气缸中并且不被推出到废气设备中。
技术实现思路
1、现在，本专利技术的任务是，在外源点火式内燃发动机中改善废气设备中的废气后处理部件、尤其是三元催化器的加热。
2、该任务通过一种用于加热内燃发动机的废气设备中的废气后处理部件的方法来解决，内燃发动机具有至少一个燃烧室、优选地多个燃烧室。在此，燃烧室通过可移动的活塞限制并具有进气开口，该进气开口与内燃发动机的吸气道连接并可通过进气阀封闭。此外，燃烧室具有排气开口，该排气开口与废气设备连接并可通过排气阀封闭。在燃烧室处和/或在吸气道处布置有用于喷入燃料的燃料喷射器。此外，在燃烧室处布置有火花塞，该火花塞设立成，点燃燃烧室中的能燃烧的燃料-空气混合物。内燃发动机具有阀升程曲线切换机构，该阀升程曲线切换机构实现移动和/或改变排气阀的打开时间，以及移动和/或改变进气阀的打开时间。
3、该方法包括以下步骤：
4、-打开进气阀，其中，新鲜空气流入到燃烧室中以产生能点燃的燃料-空气混合物，
5、-关闭进气阀，其中，在燃烧室中产生能点燃的燃料-空气混合物，
6、-在燃烧室的工作冲程中点燃能点燃的燃料-空气混合物，由此活塞从上止点向下止点的方向运动，
7、-打开排气阀，其中，在燃烧时产生的废气至少部分地流出到废气设备中，
8、-当活塞在点燃能点燃的燃料-空气混合物之后处于下行运动中时，关闭排气阀并重新打开进气阀，由此将附加的新鲜空气吸入到燃烧室中，以及
9、-关闭进气阀并重新打开排气阀，其中，将在重新打开进气阀时吸入到燃烧室中的新鲜空气作为二次空气引入到废气设备中。
10、因此，设置有各两个用于进气阀和排气阀的阀提升曲线(可以在这两个阀提升曲线之间进行切换)-各一个阀提升曲线用于正常运行，并且各一个阀提升曲线用于催化器加热运行。在此，催化剂加热运行是在这里描述的方法的核心。
11、根据本专利技术的方法实现通过引入二次空气以及必要时附加的燃料显著增加外源点火式内燃发动机的废气焓。在此，不仅增加废气质量流而且提高废气温度。为了使废气焓最大化，改变阀的打开时间，尤其是使排气打开与常规的催化器加热方法相比提早进行。由此，实现降低内燃发动机的效率，使得燃料的放热转换至少部分地在废气设备中进行，并且由此使到废气后处理部件中的热输入最大化。因为将内燃发动机用作用于二次空气输送的活塞泵，所以内燃发动机具有与常用的二次空气鼓风机根本上不同的输送特性。该二次空气鼓风机常常构造为根据离心鼓风机的类型的流动机械，并且由此由原理决定地具有所输送的空气流的较高的废气背压敏感性。在活塞泵中，该缺点显著减少地存在，并且由此构成在这里描述的方法在其稳定协调方面的决定性优点。
12、根据本专利技术的方法将排气阀的打开时刻的显著提早进行用于缩短可有效地用于产生扭矩的膨胀阶段。在根据本专利技术的方法中，此外缩短排气阶段，从而在排气阀关闭之后还有膨胀阶段的一部分可用。通过关闭排气阀并重新打开进气阀，将膨胀阶段的这部分用于将另外的新鲜空气吸入到燃烧室中，并且在随后的压缩阶段中将该新鲜空气作为二次空气推出到废气设备中，其中，使还留在燃烧室中的未燃烧的废气组分以及必要时附加地喷入到燃烧室中的燃料与二次空气一起在废气设备中进行放热转换，并且由此加热废气后处理部件、尤其是三元催化器。
13、在方法的一种有利的设计方案中设置成，在进气阀重新打开期间或在其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于加热内燃发动机(10)的废气设备(40)中的废气后处理部件(48)的方法，所述内燃发动机具有：至少一个燃烧室(12)，其中，所述燃烧室(12)通过可移动的活塞(70)限制并具有进气开口(16)，所述进气开口与所述内燃发动机(10)的吸气道(34)连接并能够通过进气阀(20)封闭，并且所述燃烧室具有排气开口(18)，所述排气开口与废气设备(40)连接并能够通过排气阀(22)封闭，其中，在所述燃烧室(12)处和/或在所述吸气道(34)处布置有用于喷入燃料的燃料喷射器(30)；以及火花塞(14)，所述火花塞设立成，点燃所述燃烧室(12)中的能燃烧的燃料-空气混合物；以及阀升程曲线切换机构(38)，所述阀升程曲线切换机构实现移动和/或改变所述排气阀(22)的打开时间，以及移动和/或改变所述进气阀(20)的打开时间，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述进气阀(20)重新打开期间或在其之后，将附加的燃料引入到所述燃烧室(12)中，在关闭所述进气阀(20)并重新打开所述排气阀(22)之后，使所述附加的燃料与所述二次空气一起在所述废气设备(4
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述能点燃的燃料-空气混合物的点燃在ZOT之前20°KW至在ZOT之后10°KW的范围内进行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述排气阀(22)的打开在ZOT之后30°KW至在ZOT之后50°KW的范围内进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述排气阀(22)的关闭在ZOT之后80°KW至在ZOT之后100°KW的范围内进行，并且所述进气阀(20)的重新打开在从ZOT之后90°KW至在ZOT之后110°KW的范围内进行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述排气阀(22)的重新打开在ZOT之后180°KW至在ZOT之后220°KW的范围内进行。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述内燃发动机(10)实施为直喷式内燃发动机(10)，并且在关闭所述进气阀(20)之后将第一燃料量喷入到所述燃烧室(12)中，并且在重新打开所述进气阀(20)之后将第二燃料量喷入到所述燃烧室(12)中。
8.一种内燃发动机(10)，其具有：
9.根据权利要求8所述的内燃发动机(10)，其中，所述阀升程曲线切换机构(38)具有可切换的凸轮(28,29)，利用所述可切换的凸轮，所述排气阀(22)和所述进气阀(20)的打开时间在所述阀升程曲线切换机构(38)的第一切换状态中实现提早打开和关闭所述排气阀(22)以加热所述废气后处理部件(48)，并且在第二切换状态中实现延迟打开所述排气阀(22)以达到所述燃烧室(12)中的效率优化的燃烧的目的。
10.根据权利要求8或9所述的内燃发动机(10)，其中，所述废气后处理部件(48)是三元催化器(50)或四元催化器。
...【技术特征摘要】
1.一种用于加热内燃发动机(10)的废气设备(40)中的废气后处理部件(48)的方法，所述内燃发动机具有：至少一个燃烧室(12)，其中，所述燃烧室(12)通过可移动的活塞(70)限制并具有进气开口(16)，所述进气开口与所述内燃发动机(10)的吸气道(34)连接并能够通过进气阀(20)封闭，并且所述燃烧室具有排气开口(18)，所述排气开口与废气设备(40)连接并能够通过排气阀(22)封闭，其中，在所述燃烧室(12)处和/或在所述吸气道(34)处布置有用于喷入燃料的燃料喷射器(30)；以及火花塞(14)，所述火花塞设立成，点燃所述燃烧室(12)中的能燃烧的燃料-空气混合物；以及阀升程曲线切换机构(38)，所述阀升程曲线切换机构实现移动和/或改变所述排气阀(22)的打开时间，以及移动和/或改变所述进气阀(20)的打开时间，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述进气阀(20)重新打开期间或在其之后，将附加的燃料引入到所述燃烧室(12)中，在关闭所述进气阀(20)并重新打开所述排气阀(22)之后，使所述附加的燃料与所述二次空气一起在所述废气设备(40)中进行放热转换。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述能点燃的燃料-空气混合物的点燃在zot之前20°kw至在zot之后10°kw的范围内进行。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述排气阀(22)的打开在zot之后30°kw至在zot之...
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