[发明专利]增压内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于增压内燃机的控制和调节方法，在其中在高功率区域中将增压空气经由由低压级以及高压级构成的两级增压预压缩地输送给内燃机并且在其中在低功率区域中将经由两级增压所预压缩的增压空气经由作为第三增压级的压缩机再压缩地输送给内燃机。此外，本发明涉及一种相应匹配的增压组件(Aufladegruppe)。

背景技术

从文件DE 199 05 112 A1中已知一种带有废气涡轮增压器的内燃机，在其中为了改善响应特性将预压缩的空气经由压缩机、例如鲁茨压缩机再压缩。平行于压缩机布置有旁通阀，其在低发动机转速时被关闭而在废气涡轮增压器的功率足够时被打开。受系统限制，利用该增压仅可体现较少的发动机功率，这例如对于履带式车辆是不够的。此外，对于设置在内燃机的公称功率点处的单级增压出现该问题，即废气涡轮增压器的转速由于物理上的联系随着增加的测地学高度而上升。因此对于较高的测地学高度必须强烈降低内燃机的功率，如这例如文件DE 10 2006 008 356 A1所提出的那样。另一方面关于发动机功率不希望对于较低的测地学高度将单级的增压调节到较低的增压压力上。

发明内容

因此本发明目的在于设计一种增压的内燃机，其独立于测地学高度提供高的发动机功率。

该目的将通过带有权利要求1的特征的控制和调节方法及带有权利要求7的特征的相应匹配的增压组件来实现。在从属权利要求中示出设计方案。

在根据本发明的控制和调节方法中，在高功率区域中将增压空气经由由低压级和高压级构成的两级增压预压缩地输送给内燃机。在低功率区域中将经由两级增压所预压缩的增压空气经由作为第三增压级的压缩机再压缩地输送给内燃机。在此，通过从额定增压压力以及实际增压压力来计算调节偏差，关闭用于绕过高压涡轮机的涡轮机旁通阀并且根据调节偏差来操控用于绕过压缩机的压缩机旁通阀，来在低功率区域中调节增压压力。在低功率区域中即实现受调节的三级增压。通过打开压缩机旁通阀并且根据调节偏差来操控用于绕过高压涡轮机的涡轮机旁通阀，来在高功率区域中调节增压压力。这对应于二级调节的增压。低效率区域经由内燃机的空转转速以及压缩机的极限转速来限定，而高功率区域经由极限转速以及内燃机的最大转速来限定。

在二级调节的增压中，低压级和高压级的废气涡轮增压器以该方式来设置，使得在额定功率时两级主动参与增压压力建立。构件的负载和转速水平强烈降低，由此使能够在不降低功率的情况下也在高测地学高度中体现非常高的发动机功率。低压级和高压级的废气涡轮增压器以之前所说明的方式的设计引起，可用的扭矩在低转速时显著减小。这里现在激活压缩机作为串联的第三增压级，由此消除功率减小。除了高的峰值功率以及高的平均压力之外有利的是，在低发动机转速时实现快速的增压压力建立并且恰在测地学高度增加时取消功率减小。

附图说明

在附图中示出优选的实施例。其中：

图1显示系统图，

图2显示发动机特性场，

图3显示调节回路以及

图4显示程序-流程图。

具体实施方式

图1显示了带有增压组件的内燃机1的系统图。增压组件包括低压级ND、高压级HD和压缩机2。低压级ND对应于第一增压级。高压级HD对应于第二增压级而压缩机2那么对应于第三增压级。低压级ND包括至少一个废气涡轮增压器。在示出的实施例中低压级ND包括第一废气涡轮增压器3和第二废气涡轮增压器4，而高压级HD具有仅仅一个废气涡轮增压器5。每个废气涡轮增压器由用于输送增压空气的压缩器和由废气加载的涡轮机构成，例如压缩器6和高压级HD的高压涡轮机7。平行于高压级HD的高压涡轮机7布置有可电气操控的涡轮机旁通阀8。平行意味着，一废气支流可流过高压涡轮机7而一废气支流可流过涡轮机旁通阀8。平行于压缩机2布置有可电气操控的压缩机旁通阀9。压缩机2借助于传动装置10(例如带有离合器(Kupplung)的齿轮级)由内燃机1来驱动。