[发明专利]具有涡轮增压器的内燃发动机及其运转方法

说明书

相关申请案 

本发明主张在2010年11月15日申请的德国专利申请DE 102010043920.7的优先权，其整个内容作为参考合并入本文。 

【技术领域】

本发明涉及一种具有涡轮增压器的内燃发动机及其运转方法。 

【背景技术】

涡轮增压器和排气涡轮增压器广泛使用在批量生产的机动车辆中以便增加各个车辆发动机的功率。根据当今的习惯设计，排气涡轮增压器具有压缩器叶轮和涡轮叶轮以及设置在压缩器叶轮和涡轮叶轮之间并且在涡轮侧和压缩器侧可旋转地安装在相应的转子轴承内的转子。转子轴承能够大体上为带有机油润滑的滑动轴承或滚动轴承。通常通过经由例如压力管路引导至单个轴承点的润滑剂(例如发动机机油)为轴承提供润滑。润滑剂具有润滑轴承和冷却它们的功能。冷却是非常重要的，尤其是在涡轮侧轴承，因为大量的热量通过热涡轮叶轮被引导至轴内。 

运转状态特别难以处理的原因在于从具有高负荷的运转状态快速关闭内燃发动机。当停机发生时润滑剂的供应被中断并且不能确保引导热量离开轴。这会导致润滑机油过热以及由热涡轮引起的轴的后续热导致的轴承的暴露部分中剩余润滑机油的相关碳化。最终润滑机油的碳化导致转子轴承覆盖有碳烟，其经常会导致涡轮增压器损坏。 

我们发现上述的关键运转状态(即从具有高负荷的运转状态快速关闭内燃发动机)特别是在带有被称为启动/停止自动系统的机动车辆中发生，如果当机动车辆停止在交通灯处不需要驱动能量来推进时(停止状况)，所述系统自动地关闭内燃发动机。当启动发生时(启动状况)，内燃发动机随后被启动并 且车辆加速至下个制动过程。 

机动车辆的启动/停止装置是已知的，其确定并且评估车辆运转状态和驾驶员控制踏板(例如加速器踏板和/或制动踏板)的运转状态以便再次关闭和启动内燃发动机。这种启动/停止装置在短的行程或市区交通下特别适合车辆以便减少燃料消耗和排气排放。它们广泛使用在常规机动车辆以及低能量车辆、混合动力车辆等应用中。 

因此，组合通过涡轮增压器增压的内燃发动机和启动/停止自动系统加剧了被称为“热浸”(″hot-soak″)的风险，即破坏或损坏涡轮增压器，即涡轮增压器的碳化，特别是在转子轴承内存在的润滑机油。 

【发明内容】

本发明人在此已经认识到上述方法带来的问题并且提供一种方法以至少部分解决它们。 

根据本发明一方面，一种运转内燃发动机的方法。该方法包括运转至少一个涡轮增压器，运转启动/停止自动系统，其在满足停止条件时自动地关闭内燃发动机并且在满足启动条件时自动地启动内燃发动机的启动/停止自动系统，其中，当满足停止条件时，内燃发动机的自动关闭被延迟可预定的延迟时间(Δt)。 

根据本发明另一方面，提供一种用于发动机中的涡轮增压器的方法。该方法包括：通过机油泵泵送机油至涡轮增压器的涡轮。该方法包括在第一条件下，响应于发动机的自动停止条件关闭机油泵；及在第二条件下，响应于发动机的自动停止在一定时间延迟后关闭机油泵。 

例如，如果涡轮的温度高于阈值，即使在指示发动机的自动关闭之后机油泵可继续运转。在一个实施例中，机油泵可由外部马达驱动，在这个情况下，发动机可在自动停止条件之后立即关闭。在另一实施例中，发动机关闭以及机油泵关闭可被一起延迟。通过持续运转机油泵，可持续泵送机油至涡轮以提供持续的涡轮冷却。这样，很大程度上避免涡轮增压器的碳化，特别是转子轴承的碳化。结果，可提供更长的涡轮使用寿命。 

根据本发明再一方面，提供一种系统。该系统包括发动机；包括由发动机 的排气驱动的涡轮的涡轮增压器；由外部马达驱动的机油泵；配置用于通过机油泵输送机油至涡轮的机油管路；及控制器，其配置用于：如果满足发动机的自动停止条件，自动地关闭发动机；关闭机油泵同时在第一条件下自动关闭发动机；及在第二条件下自动关闭发动机之后的预定时间延迟之后关闭机油泵。 

当仅根据下面的详细描述时或与附图结合时本发明的上述优点或其它优点和特征将变得显而易见。 

应理解上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选择的概念。不意味着确认所保护的本发明主题的关键的或实质的特征，本发明的范围将由本申请的权利要求唯一地界定。此外，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。 

【附图说明】

图1显示了示例车辆系统布置，包括车辆动力传动系。 

图2显示了部分发动机视图。 

图3显示了包括外部机油泵的另外部分发动机视图。