用于對燃料供給管道排氣的方法和內燃機的制作方法
【專利說明】用于對燃料供給管道排氣的方法和內燃機
[0001]本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分的用于對燃料供給管道排氣的方法以及一種具有按照權利要求9的前序部分的直噴系統的內燃機。
[0002]在此處所述類型的方法和內燃機是已知的。內燃機的直噴系統通常具有至少一個噴射器，借此將燃料噴射到內燃機的燃燒室中。設置燃料供給管道，通過它可以向噴射器輸送燃料。在噴射器上游設置高壓蓄壓器，它也稱為所謂的共軌(Common Rail)。如果內燃機具有多個噴射器，這些噴射器則最好全部又該公共的高壓蓄壓器供給燃料。為了輸送燃料到高壓蓄壓器中，設置高壓栗。高壓蓄壓器中的壓力借助于布置在高壓栗上游的吸氣節流閥調節。為了防止內燃機由于通過有缺陷的不再正確地關閉的噴射器不運行地供給燃料而受到損壞，在高壓蓄壓器和噴射器之間設置限量閥，它極限從高壓蓄壓器流到噴射器的燃料量。如果噴射器具有故障，使得有趨勢過多的燃料流入燃燒室中，那么限量閥就動作并且中斷在高壓蓄壓器和有缺陷的噴射器之間的流體連接。
[0003]在內燃機首次起動時或者也在維護或修理之后可能的是，尤其是在限量閥下游的燃料供給管道被通風。在起動內燃機時在這種情況下燃料供給管道中的空氣被壓縮。由于在此情況下必須排擠大的空氣量，因此在填充被通風的燃料供給管道時大量的燃料經由限量閥流到。限量閥由此可能非人愿地動作。隨后與限量閥配屬的噴射器僅僅還被供給很小的或者甚至不再供給燃料量。這導致減小的功率和內燃機的不均勻的運行。因此必要時需要將內燃機多次地完全關停和降低燃料供給管道的壓力。由DE10342116B4已知一種用于燃料噴射管路的排氣的方法，其中噴射器在排氣運行中比正常噴射運行時長得多的時間地保持打開。這樣，空氣可以從燃料噴射管路流入內燃機的氣缸中。但是在此處也可能的是，布置在噴射器上游的限量閥以不允許的方式響應，由此產生已經描述的問題。
[0004]因此本發明的目的在于提供一種方法和一種內燃機，其沒有所述的缺點，其中，尤其可以實現燃料供給管道的排氣，其中避免限量閥的不允許的響應(動作)。
[0005]該目的通過提供一種具有權利要求1的步驟的方法實現。
[0006]該方法的特征在于，在高壓栗下游的燃料供給管道被排氣，其中，在吸氣節流閥中在排氣運行期間燃料的通流橫截面被調整，它小于或等于一個預先確定的極限通流橫截面。極限通流橫截面總是小于吸氣節流閥的最大的通流橫截面，最好小于通常在內燃機的正常運行期間采取的通流橫截面。在排氣運行中由此產生減小的高壓栗輸送量，由此僅僅輸送一個小的體積流量，它相應地可以經由至少一個限量閥流動。限量閥因此不會以不允許的方式動作，并且燃料供給管道被可靠地排氣或用燃料填充。燃料供給管道中的空氣被壓縮和在隨后的發動機運行中消除或者排到內燃機燃燒室中。因此通過在排氣運行中借助于高壓栗輸送減小的燃料量，避免了限量閥的不允許的響應。
[0007]也優選一種方法，其特征在于，在起動內燃機時實施排氣運行。優選排氣運行在內燃機首次起動時實施。備選地或附加地規定，排氣運行在維護或維修內燃機之后實施。尤其地，如果在高壓蓄壓器下游的燃料供給管道被通風，則實施排氣運行。最好設置傳感機構，借助于它尤其是在起動時確定，是否在高壓蓄壓器下游的燃料供給管道被通風。如果確定，則在起動內燃機時實施排氣運行。相反，如果確定燃料供給管道沒有被通風，則內燃機最好在正常的起動運行中起動。在此在正常的起動運行中最好吸氣節流閥的通流橫截面被調整到一個最大的值，以便盡可能快速地達到高壓蓄壓器中的預先確定的壓力。排氣運行因此與正常的起動運行的區別正好在于，與常規方法不同，其中盡可能快速地通過燃料輸送的自動化追求在高壓蓄壓器中的預先確定的壓力，用于燃料的通流橫截面在吸氣節流閥的區域中被極限，以便將燃料流量限制到一個值上，在該值處限量閥不會以不允許的方式動作。
[0008]優選一種方法，其特征在于，吸氣節流閥通過內燃機的發動機控制器控制。在發動機控制器中優選實施一種算法，借助于它可以控制和/或調節在內燃機正常運行中高壓蓄壓器中的壓力，其中，吸氣節流閥的通流橫截面優選在內燃機的正常的起動運行時被最大化，吸氣節流閥因此被完全打開，以便盡可能快速地達到預先確定的壓力。在發動機控制器中此外優選實施一種算法，它能夠實施排氣運行，其中，在該排氣運行中吸氣節流閥的通流橫截面被調整得小于或等于預先確定的極限通流橫截面。發動機控制器最好與吸氣節流閥作用連接以便進行控制。
[0009]也優選一種方法，其特征在于，，一旦燃料供給管道被排氣，則結束排氣運行。最好排氣運行由此被結束，即控制吸氣節流閥，優選由發動機控制器控制，以便調節高壓蓄壓器中的壓力。因此為了結束排氣運行，改變對吸氣節流閥的控制，其中，吸氣節流閥不再被保持在一個小于或等于預先確定的極限通流橫截面的通流橫截面上，而且其中它被這樣地控制，即實施高壓蓄壓器中的壓力的調節。在專門的實施排氣運行之后因此最好轉換到內燃機的正常的運行上。排氣運行的結束最好通過傳感機構探測，通過它可以確定是否在高壓蓄壓器下游的燃料供給管道被通風。
[0010]優選一種方法，其特征在于，預先確定的極限通流橫截面選擇為吸氣節流閥的最大的通流橫截面的50%，最好25%，最好15%，最好10%，最好5%，最好2%，最好1%。吸氣節流閥在此最好如此設計，它的通流橫截面在最小通流橫截面和最大的通流橫截面之間可以分級地或優選連續地改變。通過相應的選擇極限通流橫截面保證在排氣運行中僅僅這樣的數量的燃料被高壓栗輸送，其中限量閥不會以不允許的方式響應。在此可以的是，預先確定的和最好儲存在發動機控制器中的極限通流橫截面依據在內燃機中使用的限量閥進行選擇。這種方法的構思基礎在于，不同的限量閥在經由它們流動的燃料流量的不同的值下響應，由此優選極限通流橫截面與具體安裝的限量閥相協調。尤其是優選使預先確定的極限通流橫截面與具體使用的吸氣節流閥和與具體使用的限量閥相匹配，由此保證，在排氣運行時沒有不允許地高的體積流量經由限量閥流動，以防止其響應。
[0011]也優選一種方法，其特征在于，內燃機的發動機轉速在排氣運行期間保持在大約100轉每分鐘(rpm)。這個值最好低于內燃機的空轉轉速。由此附加地減小高壓栗的輸送量，這對于排氣運行是有利的。
[0012]也優選一種方法，其特征在于，探測在限量閥下游的壓力。為此優選在限量閥下游在燃料供給管道中設置壓力傳感器。該傳感器最好與發動機控制器作用連接，由此發動機控制器評價由壓力傳感器探測的壓力并且可以用于控制內燃機。
[0013]最好依據探測的壓力-尤其是在發動機控制器中-確定，是否燃料供給管道被排氣。在這種情況下借助于由壓力傳感器提供的測量值可以決定是否應該在起動內燃機時實施排氣運行，或者是否和何時應該結束排氣運行。
[0014]也優選一種方法，其特征在于，高壓栗由內燃機以發動機轉速驅動。高壓栗在這種情況下直接地與內燃機這樣地作用連接，它在每個運行狀態下具有與內燃機相同的轉速。正是在這種實施方案中有利的是高壓蓄壓器中的壓力借助于吸氣節流閥進行調節，因為高壓栗的輸送功率依賴于內燃機轉速而改變。
[0015]所述目的也通過提供一種具有權利要求9的特征的內燃機來實現。該內燃機包括直噴系統，其具有至少一個用于將燃料噴射到內燃機的燃燒室中的噴射器。在噴射器上游的設置高壓蓄壓器，它為了向噴射器供給燃料而與噴射器處于流體連接。限量閥在流體連接中布置在高壓蓄壓器和噴射器之間，用于限制從發動機儲存器流向噴射器的燃料量。高壓栗為了輸送燃料到高壓蓄壓器中而設置在高壓蓄壓器上游，其中，在高壓栗上游的高壓蓄壓器中的壓力可以通過吸氣節流閥調節。吸氣節流閥可通過內燃機的發動機控制器控制。內燃機的特征在于，發動機控制器被設計用于實施按照前述實施方式之一的方法。由此獲得優點，其已經結合方法做了解釋。
[0016]在內燃機的一個實施例中可以將吸氣節流閥集成到高壓栗中。關于吸氣節流閥設置在高壓栗上游的情況，在此尤其涉及到吸氣節流閥的功能性的布置并且意味著，吸氣節流閥限制燃料向高壓栗的流動。備選地也可以的是，吸氣節流閥作為單獨的元件在高壓栗上游布置在燃料供給管道中。
[0017]也優選一種內燃機，其特征在于，至少一個噴射器具有內部的燃料存儲器。它不取代高壓蓄壓器，而是對其附加地設置。
[0018]在內燃機的一個實施例中也可以的是，限量閥集成到噴射器中。在內燃機的另一個實施例中規定，限量閥作為單獨的元件設置在噴射器上游。
[0019]—方面方法的說明和另一方面內燃機的說明應該理解為是相互互補的。尤其是優選一種內燃機，其特征在于至少一個特征，該特征通過該方法的一個實施方式的至少一個方法步驟，最好其組合來限定。反過來，優選一種方法，其特征在于通過至少一個方法步驟，該方法步驟由內燃機的至少一個特征，最好其組合得到。全部與方法相關聯地描述的特征優選單獨地或者相互組合地是內燃機的實施例的特征。同樣地，全部與內燃機相關聯地描述的方法步驟優選單獨地或者相互組合地是該方法的實實施方式的步驟。
[0020]本發明以下借助于附圖進行詳細描述。在此惟一的圖示出內燃機的直噴系統的一個實施例的示意圖。
[0021]該圖不出內燃機的一個實施例的直噴系統I的不意圖。直噴系統I具有噴射器3，通過它借助于示意示出的閥裝置5可以將燃料7噴射到沒有示出的內燃機燃燒室中。在示出的實施例中，噴射器3此外包括內部的燃料存儲器9。
[0022]燃料供給管道11用于將燃料從燃料儲備容器13，最好油箱，輸送到噴射器3。在噴射器3上游布置高壓蓄壓器15，從其中對噴射器3供給燃料。在高壓蓄壓器15和噴射器3之間在燃料供給管道11在布置限量閥17，用于保護內燃機免受不允許的高的燃料量的影響，其可以經由有缺陷的噴射器3帶到燃燒室中。限量閥17的工作方式在下面還要詳細解釋。
[0023]為了于輸送燃料到高壓蓄壓器15中，在其上游燃料管道11中布置高壓栗19。它的輸送功率通過在高壓栗19上游布置的吸氣節流閥21控制，其中，尤其是高壓蓄壓器中的壓力15借助于吸氣節流閥21調節。吸氣節流閥21在此處示意地作為與高壓栗19分開的閥裝置示出。但是也可以的是，吸氣節流閥21作為高壓栗19的一部分構造成或者被集成到高壓栗中。最好吸氣節流閥21的通流橫截面在一個最小值和一個最大值之間可以連續地改變。可以的是，通流橫截面的最小值對應于吸氣節流閥21的一個關閉的位置，由此在這種情況下沒有燃料可以經由吸氣節流閥21輸